Fundamento: Poucos estudos já examinaram a relação do nível habitual de atividade física e a modulação do sistema nervoso autônomo (SNA) na qualidade do sono de fumantes. Objetivos: O objetivo deste estudo foi identificar alterações na qualidade do sono de fumantes e sua relação com nível habitual de atividade física e modulação do SNA. Métodos: Um total de 42 fumantes foram divididos em dois grupos de acordo com o 50º percentil de atividade física de moderada a vigorosa (AFMV). A qualidade do sono foi avaliada utilizando-se o Mini-Sleep Questionnaire (mini questionário do sono), e a modulação do SNA foi avaliada por índices de variabilidade de frequência cardíaca (VFC). Para a análise de possíveis diferenças de média, foi utilizada a análise de covariância (ANCOVA) para ajuste de idade, gênero, composição corporal, maços-ano, betabloqueadores, ansiedade, e depressão, em log base 10, exceto por dados qualitativos, tais como gênero e betabloqueadores. Foram estabelecidas correlações utilizando-se a correlação de postos de Spearman. A significância estatística foi definida em 5%. Resultados: Os fumantes que eram menos ativos demonstraram pior qualidade do sono (p=0,048) e insônia (p=0,045). Além disso, o grupo menos ativo apresentou redução na modulação parassimpática [HF (un; p=0,049); RMSSD (ms; p=0,047) e SD1 (ms; p=0,047)] e aumento do índice de LF (un) index (p=0,033) e razão LF/HF (p=0,040). Houve correlação positiva entre a pontuação total no Mini-sleep com o índice de LF (un) (r=0,317, p=0,041) e razão LF/HF (r=0,318, p=0,040) e correlação negativa com o índice de HF (un) (r= -0,322, p=0,038). Conclusões: Fumantes com baixo nível de atividade física habitual apresentaram baixa qualidade do sono e alterações na modulação do sistema nervoso autônomo. (Arq Bras Cardiol. 2020; [online].ahead print, PP.0-0) Palavras-chave: Sono; Qualidade do Sono; Exercício; Frequência Cardíaca; Tabagismo; Doenças do Sistema Nervoso Autônomo.