Objetivo: Evaluar la efectividad de la fotobiomodulación en la recuperación neurosensorial en pacientes postoperados de cirugía ortognática. Metodología: Se realizó un estudio clínico controlado aleatorizado, en 8 pacientes sometidos a cirugía ortognática en el servicio de Cirugía Buco-Maxilofacial del Hospital “Dr. Domingo Luciani”. La cara de cada paciente fue dividida en mitades, seleccionando de forma aleatoria simple el lado a ser irradiado con láser diodo dual 810/980 nm a una potencia de 1.5-2W por 1 minuto en varios puntos faciales. Se realizaron pruebas de sensibilidad mecánica (profunda y superficial), y térmica (frío) en el preoperatorio, y durante sesiones del postoperatorio a las 24 horas, 48 horas, 72 horas, 96 horas, 1 semana, 2 semanas y 1 mes. La parestesia se clasificó en intensa, moderado, leve, y ausente, comparando el lado de la intervención con láser y el lado control, usando la prueba de Mann-Whitney. Valores p menores a 0,05 fueron considerados estadísticamente significativos. Resultados: Se observó un incremento de la respuesta neurosensorial en todas las áreas faciales del lado irradiado comparado con el control, que se apreció además en etapas más tempranas del postoperatorio. La respuesta térmica en el labio inferior fue estadísticamente superior en el lado de la intervención (p=0,033). No fue reportado ningún efecto adverso. Conclusiones: La terapia de fotobiomodulación con láser diodo proporcionó efectos inmediatos, aumentando la actividad funcional del nervio lesionado de forma más rápida y eficaz desde planos profundos a superficiales. Se recomiendan más sesiones de terapia laser para optimizar la recuperación neurosensorial en regiones faciales con parestesia leve.