El proceso de aprendizaje en los niños puede ser afectado por un desarrollo disfuncional de los mecanismos (factores) neuropsicológicos necesarios para la ejecución de las acciones escolares. Este artículo presenta una investigación cuyo objetivo fue evaluar el efecto de un programa piloto de estimulación cognitiva basado en el uso de artes plásticas, sobre el funcionamiento de los mecanismos neuropsicológicos de niños y niñas con problemas de aprendizaje. La investigación es de enfoque cuantitativo y adoptó un diseño cuasi-experimental. Se seleccionaron 23 escolares pertenecientes al segundo grado de básica primaria de una institución educativa oficial de la ciudad de Neiva, Colombia. Los participantes fueron clasificados en dos grupos: un grupo estudio, formado por niños y niñas con problemas generales de aprendizaje (n=11) y un grupo comparación, formado por niños y niñas sin problemas de aprendizaje (n=12). La clasificación de los grupos se efectúo mediante el Cuestionario de Evaluación de Problemas de Aprendizaje (CEPA), el funcionamiento de los mecanismos neuropsicológicos se evalúo a través del protocolo de Evaluación Neuropsicológica Infantil Breve. Se diseñó un programa de estimulación cognitiva que fue aplicado al grupo estudio en 30 sesiones. Los resultados evidenciaron diferencias significativas (p<0.05) en el funcionamiento de los factores neuropsicológicos de regulación y control, organización cinética de los movimientos y oído fonemático, en los niños y niñas con problemas generales de aprendizaje; además, los profesores percibieron cambios favorables en las acciones escolares. Estos hallazgos sugieren que el programa de estimulación cognitiva a través de artes plásticas ejerció un efecto positivo en la actividad de aprendizaje en el contexto educativo de los niños.