Resumo Este estudo de caso de abordagem qualitativa analisou o significado da experiência de formação do agente comunitário de saúde (ACS) em município do Sul do Brasil, a partir do referencial teórico da educação problematizadora de curso técnico dos Ministérios da Educação e Saúde. Foram realizadas entrevistas com ACS que finalizaram o curso e gestores da saúde e educação envolvidos com o desenvolvimento e acompanhamento pedagógico do curso (n=17), análise dos portfólios dos educandos e Projeto Pedagógico de curso. Material textual foi interpretado pela análise de conteúdo apoiada pelo software Visual Qualitative Data Analysis (ATLAS.ti). As aprendizagens no curso agregaram conhecimentos que facilitaram a abordagem/orientação do ACS às famílias, melhoraram sua habilidade de comunicação e interpessoais, ampliaram o entendimento de saúde incluindo determinantes sociais do processo saúde-doença, preparando-os para lidar com problemas complexos, o que trouxe segurança, confiança e tranquilidade ao processo de trabalho. Educação problematizadora, valorizando metodologias ativas de ensino-aprendizagem-avaliação, produziu aprendizados conectados com as vivências desses profissionais. O curso também qualificou o pertencimento do ACS à equipe. Desafios foram observados em relação ao entendimento/execução dessas metodologias ativas. Pesquisas sobre o tema da formação e avaliação do trabalho do ACS que envolvam a percepção da equipe e usuários são recomendadas.