La piraña roja, Pygocentrus nattereri, es un recurso importante para la pesca artesanal y comercial. El presente estudio determina la diferenciación genética entre las poblaciones de P. nattereri del estado de Maranhão, en el noreste de Brasil. El ADN se aisló mediante un protocolo estándar de fenol-cloroformo y la región de control se amplificó mediante PCR. Los productos de PCR se secuenciaron mediante el método didesoxiterminal. Se obtuvo una secuencia de 1039 pb de la región de control de 60 especímenes, que presentó 33 sitios polimórficos, 41 haplotipos, һ = 0,978 y π = 0,009. Las pruebas de neutralidad (D y Fs) fueron significativas (P < 0,05) para la mayoría de las poblaciones analizadas. El AMOVA indicó que la mayor parte de la variación molecular (72%) surge entre grupos. El índice de fijación fue altamente significativo (FST = 0,707, P < 0,00001). Los análisis filogenéticos indicaron que los especímenes representaban un grupo monofilético. Las distancias genéticas entre poblaciones variaron entre el 0,8 % y el 1,9 %, y fueron <0,5 % dentro de las poblaciones. El grado de diferenciación genética encontrado entre las poblaciones de P. nattereri indica la necesidad de desarrollar planes de gestión independientes para las diferentes cuencas hidrográficas a fin de preservar la variabilidad genética de sus poblaciones.