Las estimaciones de las características físicas y mecánicas de los materiales a altas tasas de deformación juegan un papel clave en la mejora de la precisión de la predicción del estado de tensión-deformación de las estructuras que operan en condiciones extremas. Este artículo presenta los resultados de un estudio experimental-numérico combinado sobre la respuesta mecánica de una aleación de Ti-5Al-2.5Sn en lámina delgada a la penetración dinámica. Una muestra de una placa de aleación de titanio fue sometida a punzonado con un punzón hemisférico a tasas de carga de 10, 5, 1 y 0.5 m/s. La evolución de la superficie trasera de las muestras y la configuración de las grietas durante la deformación se observaron mediante fotografía de alta velocidad. Se realizaron simulaciones numéricas para evaluar la distribución de tensiones en una placa de titanio bajo condiciones de carga específicas. Para describir el comportamiento constitutivo y la fractura de la aleación Ti-5Al-2.5Sn a tasas de deformación moderadas, se adoptó un modelo de material viscoplástico basado en la física y relaciones de nucleación y crecimiento de daños en el modelo computacional. Los resultados de las simulaciones confirman un estado de tensión biaxial en el centro de las muestras antes de la iniciación de la fractura. Las formas de las grietas y las deflexiones de la placa obtenidas en los cálculos son similares a las observadas en los experimentos durante el punzonado dinámico.