Vibrio parahaemolyticus has been responsible for the increasing number of diarrhea cases in Sinaloa, Mexico, since 2003. We investigated the presence, distribution, and content of V. parahaemolyticus toxigenic genes detected in water, zooplankton, and sediment samples in relation to environmental variables in Caimanero Lagoon (Mazatlán, Sinaloa). Samples were analyzed by PCR to detect the presence of V. parahaemolyticus and its toxigenic factors. Of all the samples analyzed, 57.5% tested positive for thermolabile hemolysin (tlh), a gene indicative of the species. The thermostable direct hemolysin (tdh) and tdh-related hemolysin (trh) genes, which are both pathogenicity markers of this species, were detected in 9% and 6% of the samples, respectively. The orf8 fragment, which has been recently detected in pandemic strains (O3:K6), was detected in 11% of the samples. Vibrio parahaemolyticus was detected more frequently in zooplankton, with the highest incidence observed in February. Salinity was positively correlated with V. parahaemolyticus; however, no correlation was found between V. parahaemolyticus and temperature. The presence of toxigenic V. parahaemolyticus during the different seasons indicates the need to maintain continuous sanitary inspection of fish products from Caimanero Lagoon.Vibrio parahaemolyticus ha sido responsable del creciente número de casos de diarrea en Sinaloa, México, desde 2003.Investigamos la presencia, la distribución y el contenido de los genes toxigénicos de V. parahaemolyticus que fueron detectados en muestras de agua, zooplancton y sedimento y su relación con las variables ambientales en la laguna Caimanero (Mazatlán, Sinaloa). Las muestras fueron analizadas por reacción en cadena de la polimerasa para detectar la presencia de V. parahaemolyticus y sus factores toxigénicos. De todas las muestras analizadas, el 57.5% resultaron positivas para la hemolisina termolábil (tlh), un gen indicative de la especie. Los genes de la hemolisina directa termoestable (tdh) y la hemolisina relacionada a la tdh (trh), considerados marcadores de la patogenicidad de la especie, fueron detectados en el 9% y el 6% de las muestras, respectivamente. El fragmento orf8, que recientemente se ha detectado en cepas pandémicas (O3:K6), se detectó en el 11% de las muestras. Vibrio parahaemolyticus fue detectado con mayor frecuencia en el zooplancton, con la incidencia más alta observada en febrero. La salinidad se correlacionó positivamente con V. parahaemolyticus; sin embargo, no se registró correlación entre V. parahaemolyticus y la temperatura. La presencia de V. parahaemolyticus toxigénico durante las diferentes temporadas indica la necesidad de mantener la vigilancia sanitaria continua de los productos pesqueros de la laguna Caimanero.