Os roedores Hystricognathi da América do Sul formam um grupo monofilético, os Caviomorpha. Estes roedores provavelmente são derivados de ancestrais africanos e chegaram ao continente sul-americano em algum momento do Eoceno. Devido ao longo período de isolamento geográfico, os caviomorfos atingiram uma grande diversidade fenotípica e ecológica, com mais de 160 gêneros fósseis e viventes. Neste trabalho, é revisado o conhecimento sobre o registro fóssil deste grupo no Pleistoceno do Rio Grande do Sul (RS), sul do Brasil; descrito novo material e discutido suas implicações paleoambientais e paleobiogeográficas. Desta forma, os principais resultados são: 1 – Reporta-se pela primeira vez a ocorrência de Galea e Lagostomus cf. L. maximus no Pleistoceno final do sul do Brasil, sendo que este último táxon representa o primeiro registro de um Chinchillidae no Brasil. 2 – Descreve-se materiais de Hydrochoerus hydrochaeris; 3 – Reporta-se novos materiais de Dolichotinae e Myocastor de depósitos continentais, confirmando sua presença durante o Pleistoceno final desta região; 4 – Os caviomorfos pleistocênicos do RS apresentam afinidade paleobiogrográfica mais acentuada com a paleofauna do Uruguai; 5 – Os indicativos paleoambientais dos caviomorfos suportam modelos previamente hipotetizados de áreas abertas durante o Pleistoceno final, substituídas por vegetação florestal durante o Holoceno. 6 – Durante a transição Pleistoceno final/Holoceno, observa-se a extinção regional de táxons com afinidade às áreas abertas, como Microcavia, Galea, Dolichotinae e Lagostomus, substituídos por uma predominância de táxons de afinidade florestal durante o Holoceno.The Hystricognathi rodents from South America are a monophyletic group, the Caviomorpha. These rodents are probably derived from African ancestors and they arrived in South America during the Eocene. Due to the long period of geographic isolation, the caviomorphs achieved great ecologic and phenotypic diversity, with more than 160 living and fossil genera. In this work, we revised the knowledge on the Pleistocene fossil record of caviomorphs from Rio Grande do Sul State (RS), southern Brazil; described new remains and discussed their paleobiogeographic and paleoenvironmental implications. Thus, the main results are: 1 – We reported, for the first time, the occurrence of Galea and Lagostomus cf. L. maximus in the late Pleistocene of the southern Brazil. The record of Lagostomus is the first occurrence of Chinchillidae in Brazil; 2 – We described remains of Hydrochoerus hydrochaeris. 3 – We reported new remains of Dolichotinae and Myocastor from continental deposits, confirming their presence in the late Pleistocene of this region; 4 – The RS caviomorphs show paleozoogeographic affinities with the late Pleistocene from Uruguay; 5 – The paleoenvironmental indicatives of caviomorphs corroborate the previous interpretations of open areas during the late Pleistocene substituted by forest areas in the Holocene; 6 – During the late Pleistocene/Holocene transition we observed a local extinction of taxa with open areas affinities, as Microcavia, Galea, Dolichotinae and Lagostomus, substituted by a predominance of taxa typical of forested areas during the Holocene.