Introdução: Os arbovírus neurotrópicos representam um importante problema de saúde em escala global, sendo necessário a utilização de medidas de prevenção, controle e diagnóstico. Objetivo: Avaliar a efetividade da infecção de dois arbovírus neurotrópicos, vírus do Nilo Ocidental (WNV) e vírus da Encefalite de Saint Louis (SLEV), em células de neuroblastoma humano (IMR-32). Metodologia: As suspensões-estoques dos vírus foram tituladas por ensaio de placa com incubação de 120 h para WNV e 168 h para SLEV. Os isolados foram inoculados em garrafas para cultura de células que apresentavam 80% de confluência da monocamada celular e observadas por microscopia de contraste de fase por 72 h pós infecção a fim de verificar alterações morfológicas sugestivas de efeito citopático (ECP). Em seguida, as culturas foram submetidas ao ensaio de Imunofluorescência Indireta (IFI) para detecção de antígenos virais. Resultados: O título infeccioso do SLEV apresentou-se mais baixo em relação ao WNV. Em 72 h, foram observadas alterações morfológicas nas culturas inoculadas, caracterizando um ECP resultante da infecção viral, com ECP mais acentuado na cultura inoculada com WNV, confirmado pela presença de antígenos virais nas células infectadas detectados pelo teste de IFI. Conclusão: a linhagem celular IMR-32 apresentou suscetibilidade à infecção por WNV e SLEV, representando um modelo alternativo eficaz para o isolamento de arbovírus neurotrópicos.