El entrenamiento de la marcha en un entorno de realidad virtual (RV) es prometedor para niños afectados por diferentes trastornos. Sin embargo, la eficacia de la terapia de RV aún está en debate y se necesita más investigación para aclarar sus efectos en condiciones clínicas. La combinación de RV con métodos de neuroimagen, como la electroencefalografía (EEG), podría ayudar a responder a esta necesidad. El objetivo del presente trabajo fue establecer y probar un sistema para el análisis multimodal del patrón de la marcha durante el entrenamiento de la marcha en RV de poblaciones pediátricas mediante el análisis de los correlatos de EEG, así como los parámetros cinemáticos y cinéticos de la marcha. Un sistema de EEG se integró con el Laboratorio Interactivo de Análisis en Tiempo Real de la Marcha (GRAIL). Desarrollamos y validamos, con adultos sanos (n = 5) y niños (n = 4, sanos o afectados por parálisis cerebral (PC)), la integración de hardware y software de los dos sistemas, que permitió la sincronización de las señales adquiridas y una identificación confiable del contacto inicial (CI) de cada ciclo de marcha, mostrando buenos valores de sensibilidad e índice de éxito crítico. Además, probamos la adquisición multimodal analizando con éxito los datos de EEG y los parámetros cinemáticos y cinéticos de un niño sano y un niño con PC. Este sistema brinda la posibilidad de monitorear el efecto de la terapia de RV y estudiar los correlatos neurales de la marcha.