The clay mineral composition of 1,052 core samples from 43 wells drillcd in the eastern and southern parts of the Paleozoic Paraná Basin have been investigated by X-ray diffractometry. The clay mineral suites are characterized by a mixture of illite, chlorite, mixed-layer illite-montmorillonite, which are the dominant minerals, with subordinate amounts of kaolinite, montmorillonite and mixed-layer chlorite-montmorillonite. Most of the clay minerals are detrital but, at least, some of the illite, kaolinite, and corrensite have been diagenetically formed. Illite and chlorite are found throughout the section. Mixed-layer illite-montmorillonite are well developed in the Permian Rio Bonito and Palermo Formations, becoming rarer in older formations due to diagenesis or climatic conditions. Kaolinite occurs in the continental Devonian Furnas Formation and in the deltaic, and near shore facies of the Rio Bonito Formation. Smectites are important in some formations of the Rio Grande do Sul and São Paulo States and in the upper part of stratigraphic column, as a result of different regional sedimentary or volcanic source areas and/or climatic conditions. Corrensite generally occurs associated with the oolitic limestones of the Permian Teresina Formation, suggesting diagenetic processes in marine environment. Such minerals as expansive chlorite and irregular mixed-layer chlorite-montmorillonite suggest different stages of alteration of chlorite and magnesian chlorite suggests diagenesis. Hydrocarbon shows in th e Paraná Basin have been reported especially in the Rio Bonito Formation, and are thought to be related to the greater abundance of expansive clay minerals.Foram estudadas 1052 amostras de testemunhos de 43 poços da parte leste e sul da Bacia do Paraná com a finalidade de definir os argilominerais presentes na coluna estratigráfica. Ilita, clorita e interestratificados ilita-montmorilonita são os argilominerais dominantes, refletindo, em sua maior parte, o caráter eminentemente detrítico da sedimentação. Ilita e clorita ocorrem em toda a seção. Os interestratificados ilita-montmorilonita são muito característicos nas formações Rio Bonito e Palermo. Nas formações subjacentes tornam-se raros por condições diagenéticas ou climáticas. A caulinita é pouco frequente. Aparece na Formação Furnas e nas fácies consideradas deltaicas da Formação Rio Bonito. A montmorilonita (esmectita) é importante na parte superior da coluna estratigráfica, principalmente na Formação Botucatu e topo do Grupo Rio do Rasto, e em algumas formações no Rio Grande do Sul e em São Paulo, representando aporte de áreas fontes diferentes e/ou condições climáticas que não permitiram alteração avançada. A presença da corrensita, associada cm geral aos calcários oolíticos da Formação Teresina, é muito característica, sugerindo processos diagenéticos em ambiente marinho. Clorita expansiva e interestratificados irregulares clorita-montmorilonita sugerem diferentes graus de alteração da clorita, enquanto clorita magnesiana sugere diagênese. Acredita-se que os numerosos indícios de hidrocarbonetos registrados na Formação Rio Bonito estejam relacionados com a maior abundância de minerais interestratificados ilita-montmorilonita.