O mapará (Hypophthalmus edentatus) é um recurso pesqueiro distribuído nas bacias Amazônica e Araguaia-Tocantins, onde é uma das espécies de bagres altamente explorada nas pescarias comerciais. Esta é uma espécie migradora abundante na bacia Araguaia-Tocantins, ecossistema que se encontra altamente fragmentado, possuindo barreiras naturais, como cachoeiras e corredeiras, e antrópicas, como barragens hidrelétricas, fato que pode alterar a estrutura populacional de peixes, especialmente os migradores. Desta forma, o presente estudo objetivou avaliar a variabilidade genética, estrutura populacional, padrões filogeográficos e história demográfica de H. edentatus na bacia do Araguaia-Tocantins. Foram sequenciados 547 pares de bases da região controle do DNA mitocondrial de 179 indivíduos amostrados a montante e jusante da Usina Hidrelétrica de Tucuruí. Foram observados altos índices de diversidade genética nas populações (h= 0,94-0,98; π= 0,014-0,019), sugerindo que as modificações ambientais, bem como a pressão de pesca, não comprometeram em curto prazo a diversidade genética dessas populações, de forma que a variação observada pode ser resultado da diversidade da espécie ao longo do tempo evolutivo. A rede de haplótipos, análise de variância molecular (AMOVA) e BAPS apresentaram resultados similares evidenciando ausência de subdivisão populacional em H. edentatus. Portanto, pode-se inferir que provavelmente há fluxo gênico, com adultos, larvas ou ovos sendo transportados no sentido montante-jusante, seguindo as correntezas das cachoeiras e corredeiras, ou pela abertura dos vertedouros da barragem da Usina hidrelétrica de Tucuruí, no período das cheias. A baixa diferenciação observada entre Conceição do Araguaia e Cametá, com algumas das populações amostradas, pode ser resultado da deriva genética, ou do contato com metapopulações da bacia Amazônica, especialmente no caso de Cametá. As avaliações de história demográfica revelaram um processo de expansão populacional no Pleistoceno, há cerca de 15 mil anos no período interglacial OIS1, o que pode ter sido resultado das mudanças nas condições ambientais e disponibilidade de habitat para o crescimento das populações de H. edentatus. Nossos resultados podem ser utilizados como base para elaboração de futuros planos de manejo, de forma que a integridade genética da espécie seja mantida, mesmo com a intensa modificação de habitats, por ação antrópica, na bacia do Araguaia-Tocantins.