Resumo: Roedores e Marsupiais são mamíferos de grande importância no cenário Neotropical, possuindo elevado número de espécies e de endemismos e imprescindível papel ecológico. No estado do Paraná, até o momento são registradas 18 espécies de marsupiais e 40 de roedores. Na Floresta com Araucária por sua vez, os esforços são reduzidos, havendo ainda muito a ser feito. Este trabalho teve como objetivo conhecer as espécies desta fauna presentes na Floresta Nacional de Piraí do Sul, Paraná, contribuindo com aspectos taxonômicos, morfológicos (externos e de crânio), citogenéticos e de diversidade de cada uma delas e das principais fitofisionomias amostradas. A Unidade de Conservação está localizada na região centro-leste do estado, e possui aproximadamente 153 ha, dos quais 7,2 ha são reflorestamentos de Araucária e Imbuia, 39 ha são Pinus, 13 ha são aceiros, e cerca de 93 ha representados por formações nativas de Floresta com Araucária em diferentes estádios sucessionais. Oito fitofisionomias foram amostradas, totalizando um esforço de 5892 armadilhas.noite. Foram capturados 801 indivíduos de 16 espécies, incluindo o primeiro registro de uma espécie para a região sul do país, primeiro registro de uma espécie e um gênero para o Paraná e primeiro registro de duas espécies e um gênero para a Floresta com Araucária. Além disso, os resultados apontam para a importância de se levar em conta a complexidade e heterogeneidade ambiental e da utilização de diversos métodos de amostragem nos inventários de mastofauna de pequeno porte. Adicionalmente, as espécies Akodon montensis, Brucepattersonius iheringi, Oligoryzomys nigripes, Oxymycterus nasutus, Sooretamys angouya e Thaptomys nigrita foram mais uma vez registradas juntas em área de Floresta com Araucária. Ainda, importantes informações referentes à utilização das fitofisionomias amostradas pelas espécies capturadas foram obtidas, como por exemplo a menor diversidade encontrada em talhões de reflorestamento de Pinus elliotti em relação à Floresta com Araucária secundária, em regeneração natural. Em suma, os resultados encontrados trouxeram à tona o quanto ainda há para ser feito quando o assunto é pequenos mamíferos não voadores do Brasil meridional.