The invention relates to a cosmetic composition comprising: - from 2% to 20% by weight, relative to the total weight of the composition, of one or more fatty-chain alkoxysilanes of formula (I) below: R1Si(OR2)3 in which R1 represents a linear or branched alkyl or alkenyl group, comprising from 7 to 18 carbon atoms, and R2 represents a linear or branched alkyl group comprising from 1 to 6 carbon atoms, and - one or more non-siliceous fatty substances. The invention also relates to a cosmetic treatment process using the said composition, and to the use of the said composition for cosmetic treatment of the hair.Linvention concerne une composition cosmétique comprenant: 2 à 20% en poids, par rapport au poids total de la composition, dun ou plusieurs alcoxysilanes à chaîne grasse de formule (I) ci-dessous: R1Si(OR2)3 dans laquelle R1 représente un groupe alkyle ou alcényle linéaire ou ramifié comportant 7 à 18 atomes de carbone et R2 représente un groupe alkyle linéaire ou ramifié comportant 1 à 6 atomes de carbone et un ou plusieurs corps gras non siliceux. Linvention concerne également un procédé de traitement cosmétique utilisant ladite composition, ainsi que lutilisation de cette dernière pour le traitement cosmétique des cheveux.