A obesidade é uma doença inflamatória crônica caracterizada pelo acúmulo excessivo de gordura no tecido adiposo. Componentes fisiopatológicos decorrentes do excesso de gordura corporal, como alterações no balanço de adipocinas, resistência insulínica e aumento de mediadores inflamatórios, promovem disfunção endotelial, e, consequentemente, maior risco de morbidade e mortalidade de origem cardiovascular. Por outro lado, a adoção de dieta hipocalórica tem sido recomendada como medida não farmacológica para o tratamento da obesidade. Portanto, o objetivo desse artigo foi o de realizar uma revisão de literatura sobre os efeitos da dieta hipocalórica na função endotelial em adultos com obesidade. Foram analisados 26 artigos com os descritores dieta redutora, restrição calórica e perda de peso, combinados com os termos vasodilatação e endotélio, publicados nas bases de dados eletrônicas Medline e Scielo. Foi possível observar que a dieta hipocalórica, quando associada à perda de peso corporal, melhora os parâmetros metabólicos, inflamatórios, hemodinâmicos e neurovasculares, os quais promovem melhora da função endotelial em indivíduos obesos. Entretanto, para que esses benefícios sejam obtidos, a dieta deve ser individualizada, balanceada e com orientação e prescrição de especialistas.