O curso inferior do rio Paraíba do Sul é um dos principais receptores dos resíduos sólidos e esgotos produzidos pelas cidades do norte do Estado do Rio de Janeiro. Em decorrência de atividades pretéritas de mineração e uso de agroquímicos ricos em mercúrio, a biota fluvial da bacia de drenagem do rio Paraíba do Sul encontra-se exposta a este poluente. O presente estudo avaliou a bioacumulação do mercúrio total em tecidos (músculo, fígado e brânquias) de três espécies de mesmo nível trófico e de dois hábitos alimentares distintos (carnívoros invertívoros: Pimelodus fur e Pachyurus adspersus; onívoro: Pimelodella lateristriga) e sua relação com a coluna d´água (MPS e sedimento). As coletas foram realizadas em três pontos no rio Paraíba do Sul (São Sebastião do Paraíba, Itaocara e São Fidélis) e dois em seus afluentes, sendo um deles no rio Pomba e outro no rio Dois Rios junto a estrutura do ―Projeto Piabanha‖. Amostras de água (5L em cada ponto) e peixes (30 exemplares de cada espécie) foram coletadas em maio e julho de 2014 e de sedimento em outubro de 2013. O fígado acumulou de 2 a 6 vezes mais mercúrio do que o músculo e de 8 a 12 vezes mais do que as brânquias. O tecido muscular acumulou de 3 a 6 vezes mais mercúrio do que o tecido branquial. Os teores do metal no músculo e no fígado das 3 espécies sugeriram uma possível influência do conteúdo de HgTotal do sedimento nas presas de Pimelodella lateristriga e Pimelodus fur. Correlações significativas foram observadas entre as variáveis biométricas e as concentração de mercúrio no músculo de Pimelodus fur (r= 0,38, p<0,05) e fígado de Pachyurus adspersus e Pimelodella lateristriga (r= 0,47, p<0,05 e r= 0,49, p<0,05). O índice hepatossomático apresentou correlação negativa com os teores de mercúrio no fígado de Pimelodus fur (r= - 0,47, p<0,01). O fator de bioconcentração indicou elevados índices de acumulação nos tecidos de todas as espécies. A análise do fator de bioacumulação reiterou a atividade do sedimento como um compartimento acumulador do metal.