Introdução: o Projeto Terapêutico Singular (PTS) é uma ferramenta utilizada para o planejamento e aplicação de condutas terapêuticas individualizadas, elaboradas por uma equipe multidisciplinar, com propósito de melhoria da qualidade de vida do indivíduo ou grupo familiar, avaliando-se de forma singular aspectos biológicos, psicológicos, sociais e culturais, de maneira que seja elaborado um plano de ações holístico que envolva todas as necessidades de saúde. Tendo em vista a importância dessa ferramenta para a atenção primária a saúde, o Programa de Educação pelo Trabalho para a Saúde (PET-Saúde), utilizou-o como parte de sua proposta de estratégia social de melhoria e intervenção nas unidades de Estratégia de Saúde da Família (ESF) participantes do projeto. Objetivos: construir e aplicar planos terapêuticos específicos para casos de maior demanda em saúde nas microáreas das ESF, conjuntamente entre acadêmicos de enfermagem e medicina e profissionais de saúde. Metodologia: relato de experiência de acadêmicos de enfermagem e medicina da Universidade Federal de Mato Grosso, membros do PET-Saúde, acerca da elaboração e aplicação de múltiplos PTS voltados para o atendimento de usuários com demandas de maior complexidade e necessidades mais amplas de atenção voltada à saúde. Resultados: A elaboração de PTS possibilitou o estabelecimento de um vínculo ainda mais significativo entre a comunidade, os profissionais de saúde e os acadêmicos que atuaram na microárea. Foi perceptível uma dificuldade por parte de alguns acadêmicos na elaboração e aplicação do PTS e seu significado em meio ao programa, no entanto, durante sessões tutoriais subsequentes, a essência de tal significado foi gradativamente elucidada mediante discussões em grupo que possibilitaram sanar diversas dúvidas sobre dinâmicas que configuram a interação do ser individual consigo mesmo, sua família, sua comunidade e o Sistema Único de Saúde (SUS), assim como a fundamentação desses conceitos e sua aplicabilidade em um PTS. Conclusão: assim como é proposto pelo PET-Saúde, a atividade de elaboração e aplicação do PTS proporcionou maior vivência e interação dos acadêmicos tanto com a comunidade quanto com os serviços de saúde pública vigentes no município, possibilitando maior conhecimento das ferramentas disponíveis para o atendimento voltado para a saúde específica de indivíduos ou grupos familiares e sua importância para a efetividade da atenção primária em saúde.