Didemnum granulatum es una ascidia incrustante colonial que habita en sustratos submareales a nivel mundial. Presenta dos morfotipos: naranja y beige. En este estudio, verificamos si los morfotipos de color o la distribución espacial de especímenes en diferentes islas podrían estar asociados a patrones de estructura genética de una sola especie o si representan especies crípticas distintas. Se recolectaron especímenes en cuatro islas, a lo largo de la costa del estado de Santa Catarina. Se amplificó un segmento de 490 pb de la subunidad 1 del gen mitocondrial citocromo c oxidasa (COI) a partir de 45 muestras. Se identificaron veintiún haplotipos. La diversidad total de haplotipos (0,912) y la diversidad total de nucleótidos (0,044) fueron altas. El Fst global de las poblaciones analizadas fue de 0,97, y la mayor parte de la variación se presentó entre los grupos naranja y beige (82,19%). La variación encontrada entre poblaciones dentro de los grupos fue del 15,37 % y del 2,45 % dentro de las poblaciones. Las redes de haplotipos y el árbol de unión de vecinos mostraron una clara divergencia genética entre individuos de distintos colores y entre las islas. Estas evidencias respaldan firmemente la presencia de un complejo de dos especies crípticas de D. granulatum que ocupan el área de estudio. Ambas especies también presentaron una alta estructura genética entre islas, lo que sugiere que el proceso de conservación de estas poblaciones es complejo.