A difusão dos monômeros resinosos por entre as fibrilas de colágeno, após o condicionamento ácido, é fundamental para o estabelecimento da união resina-dentina. Este processo é dinâmico e tempo-dependente, sugerindo que o tempo prolongado de aplicação do adesivo favoreceria a resistência de união (RU) imediata da interface adesiva. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar a influência do tempo de espera entre aplicação e fotoativação de um sistema adesivo na resistência da união resina-dentina. Superfícies planas em dentina foram produzidas em 24 terceiros molares hígidos e divididas aleatoriamente em 4 grupos (n = 6) de acordo com o tempo de espera de 0, 20, 40 ou 60 segundos entre aplicação e fotoativação do Single Bond 2 (SB 2). As coroas foram reconstruídas em resina e espécimes (0,81mm2 ) foram produzidos para o ensaio mecânico de microtração. Os dados de RU (MPa) foram submetidos aos testes de ANOVA e Tukey (a = 0,05). A fotoativação imediata (0 s) resultou em valores de RU estatisticamente inferiores aos obtidos para os demais grupos. Houve tendência a redução da RU em função do aumento do tempo de espera. Entretanto, diferença significante foi observada apenas entre os tempos de 20 e 60 segundos. Pôde ser concluído que esperar entre 20 e 40 segundos após a aplicação do SB 2 melhora sua performance adesiva ao substrato dentinário.