A poluição nos ecossistemas aquáticos está rapidamente se tornando um dos maiores desafios ecológicos globais. Os microplásticos (<5 mm) presentes nos ecossistemas de água doce podem ser ingeridos por uma ampla gama de organismos em diferentes níveis tróficos. Dado que a poluição por microplásticos tem gerado grande preocupação em nível global, a investigação da ocorrência desses poluentes na Bacia do Rio Sorocaba é uma contribuição crucial para a saúde ambiental e bem-estar da população local. Foram analisados os órgãos (estômago e brânquias) de 217 exemplares de peixes, representando 18 espécies, 12 famílias e 4 ordens. Constatou-se a presença de 1607 microplásticos, sendo a espécie Psalidodon fasciatus - com 229 microplásticos encontrados - a espécie que obtive a maior concentração de partículas plásticas. A cor preta e a forma fibra destacaram-se como as mais comuns, com maiores variações na contagem, enquanto dimensões maiores de microplásticos (1-2 mm e 2-5 mm) mostraram uma variabilidade significativa. Através da Espectroscopia Raman, detectou-se 4 diferentes tipos de partículas plásticas, sendo elas polietileno, polimetilmetacrilato, poliéster e politereftalato de etileno. Conclui-se que os peixes são contaminados por microplásticos em diferentes órgãos durante a sua atividade alimentar e de respiração, de forma direta ou indireta, em bacias altamente urbanizadas, ressaltando a importância da redução drástica urgente do uso e descarte inadequado dos plásticos e medidas eficazes de educação ambiental e proteção dos recursos hídricos.