Abstract Myocastor coypus is a rodent native to South America that is strongly linked to river systems. Past studies on the coypu in its native distribution range were aimed mainly at its ecology and parasitology and genetic studies are very limited. Here, we used sequences of the mitochondrial D-loop control region to study the genetic diversity, population genetic structure and some aspects of historical population dynamics of coypu at the centre of its native range. Our results showed moderate to high levels of genetic diversity and an absence of genetic structure in the study area. Bayesian analysis of population structure (BAPS) showed the existence of two haplogroups distributed in most sampling sites. These results suggest that movement of coypu is independent of the structure of current known river networks and its dispersal patterns are related to flooding events and the presence of lagoons connecting river basins. The demographic expansion patterns in these populations and those of other South American mammals during the Late Pleistocene support the hypothesis that demographic changes in wild populations are related to fluctuations in climate and ecology. The mitochondrial data obtained in this study constitute the first record of these types of sequences in the native range of M. coypus. Myocastor coypus es un roedor nativo de Sudamérica fuertemente ligado a los sistemas fluviales. En su área de distribución nativa, los estudios llevados a cabo en la especie estuvieron dirigidos principalmente a estudiar su ecología y zoonosis, sin embargo, los estudios genéticos son muy limitados. En el presente trabajo, utilizamos secuencias del d-loop de la Región Control del ADN mitocondrial para estudiar la diversidad genética, la estructura genética de la población y algunos aspectos de la dinámica poblacional histórica del coipo en el centro de su área de distribución. Nuestros resultados develaron niveles moderados y altos de diversidad genética, y ausencia de estructuración genética en el área de estudio. El BAPS exhibió la existencia de dos haplogrupos distribuidos en la mayoría de los sitios de muestreo. Estos resultados sugieren que el movimiento de los coipos sería independiente de la estructura de las redes fluviales actuales conocidas y que sus patrones de dispersión estarían relacionados con eventos de inundación y con la presencia de lagunas que conectan las cuencas fluviales. Los patrones de expansión demográfica observados en esta población de coipos y en otras poblaciones de mamíferos sudamericanos durante el Pleistoceno tardío, apoyan la hipótesis de que las fluctuaciones climáticas y los cambios ecológicos están relacionados con cambios demográficos en las poblaciones silvestres. Los datos mitocondriales obtenidos en este estudio constituyen el primer registro de este tipo de secuencias en el área de distribución nativa de esta especie.