The lithosphere is the outermost solid layer of the Earth, composed of crust and lithospheric mantle, separated by Mohorovičić (Moho) seismic discontinuity. Studies on the structure of the lithosphere allow us to better understand regional tectonic compartmentalization and its significance in terms of continental crust origin and evolution. Among the geophysical methods applied to crustal studies, stands out the deep seismic refraction method or Wide-Angle Reflection and Refraction (WARR), which uses reflected and refracted elastic waves from the critical angle at the main interfaces of the lithosphere, it is used for determination of a model of seismic velocities. In this context, the Northeastern region of Brazil has been a challenge for geoscientists,especially regarding the geometric, kinematic and dynamic evolution of their provinces. The Borborema Province, for instance, is represented by a complex association of crustal blocks, including the first remnants of the continental crust of South America. The São Francisco Craton, in turn, it consists of an amalgam of structural units generated by successive tectonic events the end of the Paleoproterozoic. In this region, rift-type basins were installed in sites affected by tectonic heritages of precambrian structures, such as the Recôncavo-Tucano-Jatobá rift basins. This work presents the 2D seismic modeling of the crustal structure and upper mantle beneath the Borborema Province and São Francisco Craton by means of deep seismic refraction data from the southern portion of the N-S profile of the project "Study of lithosphere structure of Northeast Brazil". The P and S velocity fields obtained showed that the model can be represented by six layers, defined by different velocity range; and the Moho discontinuity has irregular behavior along the profile, varying from 34.5 to 44 km in depth. In addition, the Tucano and Jatobá basins were characterized by typical seismic velocities of sedimentary rocks, with a thickness of up to 9 km for the Tucano Central basin and 2.45 km in the Jatobá basin. The Central and Southern sub-provinces have distinct velocity curves that determine the characteristic seismic signature of each crustal domain. The crustal thickening verified at the border of the Borborema Province with the São Francisco Craton, probably it results from the neoproterozoic collision.A litosfera é a camada sólida mais externa da Terra, composta por crosta e manto litosférico, separadas pela descontinuidade sísmica Mohorovičić (Moho). Os estudos a respeito da estrutura da litosfera nos permitem um melhor entendimento da compartimentação tectônica regional e seu significado em termos de origem e evolução da crosta continental. Dentre os métodos geofísicos aplicados a estudos crustais, destaca-se o método da refração sísmica profunda ou Wide-Angle Reflection and Refraction (WARR), que utiliza ondas elásticas refletidas e refratadas a partir do ângulo crítico nas principais interfaces da litosfera, para determinação de um modelo de velocidades sísmicas de subsuperfície. Neste contexto, a região Nordeste do Brasil tem sido um desafio para os geocientistas, em especial no que se refere a evolução geométrica, cinemática e dinâmica de suas províncias. A Província Borborema, por exemplo, é representada por uma complexa associação de blocos crustais, incluindo os primeiros resquícios de crosta continental da América do Sul. O Cráton São Francisco, por sua vez, consiste numa amálgama de unidades estruturais gerado por sucessivos eventos tectônicos do final do Paleoproterozoico. Nesta região, bacias do tipo rifte instalaram-se em locais afetados por heranças tectônicas de estruturas pré-cambrianas, como as bacias do rifte Recôncavo-Tucano-Jatobá. Este trabalho apresenta a modelagem sísmica 2D da estrutura crustal e manto superior sob a Província Borborema e Cráton São Francisco por meio de dados de refração sísmica profunda da porção sul do perfil N-S do projeto “Estudo da estrutura da litosfera do Nordeste do Brasil”. Os campos de velocidade das ondas P e S obtidos mostraram que o modelo pode ser representado por seis camadas, definidas por diferentes intervalos de velocidades; e a descontinuidade Moho tem comportamento irregular ao longo do perfil, variando de 34,5 a 44 km de profundidade. Além disso, as bacias de Tucano e Jatobá foram caracterizadas por velocidades sísmicas típicas de rochas sedimentares, com espessura de até 9 km sob a bacia de Tucano Central e 2,45 km na bacia de Jatobá. As sub-províncias Central e Meridional apresentam curvas de velocidade distintas, que determinam a assinatura sísmica característica de cada domínio crustal. O espessamento crustal verificado no limite da Província Borborema com o Cráton São Francisco, provavelmente é resultado da colisão neoproterozoica.