Na região sul do Brasil, tem aumentado o interesse pela busca de alternativas para a instalação de culturas, no sistema plantio direto, em áreas novas, sem proporcionar revolvimento do solo. Com o objetivo de avaliar as alterações químicas do solo e a resposta da soja ao calcário e gesso aplicados no sistema plantio direto, foi realizado um experimento em um Latossolo Vermelho distrófico textura argilosa, em Ponta Grossa (PR), no período de 1998 a 2001. Os tratamentos, dispostos em blocos completos ao acaso em parcelas subdivididas, com três repetições, constaram da aplicação de calcário dolomítico (sem calcário e 4,5 t ha-1 de calcário na superfície, em dose total e 1/3 da dose por ano durante três anos, e incorporado), nas parcelas, e doses de gesso (0, 3, 6 e 9 t ha-1), nas subparcelas. A correção da acidez pela calagem na superfície ou incorporada foi mais acentuada na camada superficial do solo (0-5 cm) e houve maior reação nas profundidades de 5-10 e 10-20 cm, quando o calcário foi incorporado. Os efeitos benéficos da calagem na correção da acidez do subsolo foram pouco pronunciados e mais evidentes com a incorporação do calcário no solo. O gesso melhorou o subsolo, aumentando o pH (CaCl2 0,01 mol L-1) e os teores de Ca e S-SO4(2-), aumentou a concentração de P na camada superficial do solo (0-5 cm) e no tecido foliar da soja e reduziu o Mg no solo e nas folhas. Não houve resposta da soja, em três cultivos, ao calcário e gesso aplicados. Concluiu-se que a aplicação de gesso agrícola, associada ou não à calagem na superfície ou com incorporação, não foi uma estratégia interessante para o estabelecimento da soja no sistema plantio direto, por não ocasionar melhoria na produção de grãos.