O diabetes mellitus é uma doença endócrino-metabólica de grande prevalência mundial que pode culminar, quando descompensada, com diversas complicações, entre elas alterações neurológicas. Este relato de caso tem como objetivo descrever a presença de balismo e coreia em membros superiores bilateralmente propiciados pelo estado hiperglicêmico não cetótico em paciente com diabetes mellitus sem tratamento. Devido à agilidade em procurar por atendimento médico assim que se iniciaram os sintomas, e o correto manejo intra-hospitalar, nenhuma alteração foi visualizada em exame de imagem. No entanto, foram descartadas quaisquer outras causas que justificassem o quadro. Após o controle glicêmico adequado, houve melhora clínica progressiva e desaparecimento de movimentos involuntários.