Neste trabalho, a aplicação do Design Thinking (DT) como metodologia de retrofit lumínico em uma sala de aula, com capacidade para 60 alunos, localizada no bloco B da Escola Politécnica de Pernambuco (POLI) é apresentada. Explorando a solução de problemas reais em edificações públicas por meio da ideação criativa e prototipagem associadas à busca da sustentabilidade, conforto ambiental e eficiência energética, foram realizadas as etapas do DT no sistema de iluminação do ambiente supracitado. Primeiramente, visitas técnicas foram executadas no local com o intuito de coletar os parâmetros físicos necessários. Posteriormente, com o auxílio de um luxímetro digital, foram efetuadas medições da iluminância (lx) existente no espaço estudado. Em seguida, utilizando brainstorms, o grupo discutiu possíveis melhorias nas áreas com déficit lumínico. Como proposta de solução, foram prototipadas simulações tridimensionais do ambiente no software DIALux evo, em duas etapas: a primeira reproduzindo o cenário atual e a segunda com modificações elencadas pelos discentes visando solucionar os problemas identificados. Após análise dos dados calculados, verificou-se uma melhor uniformidade da iluminância no ambiente, conforme o nível de referência da NBR 8995:2013 (valor de 500 lx). Além disso, também foi possível otimizar a distribuição geométrica e as potências das luminárias, alcançando dessa forma um sistema lumínico energeticamente eficiente, confortável e, ao mesmo tempo, capaz de contribuir na redução do consumo de energia.