As dificuldades em biologia molecular desafiam os professores a buscarem novas metodologias de ensino. Sendo assim o presente estudo pretendeu desenvolver uma Sequência de Ensino Investigativa (SEI) com práticas de biologia molecular como ferramenta problematizadora para o ensino da genética forense. O estudo foi realizado em três escolas estaduais de Canto do Buriti (PI), sendo qualiquantitativa e interventiva e consistiu na pré-intervenção com questionário diagnóstico; criar situações-problematizadoras; pesquisar e compartilhar vídeos; investigar simulações de paternidade e criminalística; realizar extração de DNA e simulações lúdicas (utilizando-se reação de Polimerase em Cadeia e eletroforese). Na pré-intervenção, os estudantes mostraram dificuldades na percepção e conhecimento das técnicas moleculares. Enquanto, os vídeos e as simulações realizadas (lúdicas e laboratorial) durante a SEI promoveram interações discursivas, posicionamento crítico e investigativo dos estudantes. Portanto, a SEI facilitou a compreensão e o interesse dos estudantes na genética molecular, minimizando o distanciamento entre a teoria e prática.