-A fossil wood with Fabaceae affinity from the Pliocene-Pleistocene sediments of Ituzaingó Formation is described. The silicified wood was collected at the Toma Vieja fossil locality, Paraná Basin, Argentina. The relationship and comparison with the nearest living relatives (NLRs) are discussed. Wood anatomical characters suggest an affinity with the genus Microlobius C. Presl. In South America, the genus Microlobius occurs in Brazil, Bolivia (Santa Cruz), Argentina (Chaco and Formosa) and Paraguay and is an important extant element of the Paraguay-Paraná system. The presence of this fossil in the Ituzaingó Formation supports the idea that the morphogenus Microlobiusxylon might have been an important component of seasonally dry tropical forests (SDTFs) during the Pliocene-Pleistocene. Today, this forest type has a relict distribution, occurring in isolated localities in the north of Argentina, southeast of Bolivia and Brazil, but in the past were more widespread to the east and south in South America. The presence of Microlobiusxylon paranaensis gen. et sp. nov. would indicate a temperate-warm climate during the Pliocene-Pleistocene.Key words: fossil wood, Fabaceae, Mimosoideae, Microlobiusxylon, Ituzaingó Formation, Argentina.RESUMO -É descrita uma madeira fóssil afim à família Fabaceae em sedimentitos plio-pleistocênicos da Formação Ituzaingó. A madeira silicificada foi coletada na localidade fossilífera Toma Vieja (Paraná, Argentina). O lenho fóssil foi comparado com seu parente atual mais próximo. Sua estrutura anatômica sugere afinidade com o gênero Microlobius C. Presl. Na América do Sul, o gênero Microlobius aparece no Brasil, Bolívia (Santa Cruz), Argentina (Chaco e Formosa) e Paraguai, e é um gênero importante do sistema Paraguai-Paraná. A presença deste fóssil na Formação Ituzaingó avaliza a ideia de que o morfogênero Microlobiusxylon foi um membro importante das florestas tropicais sazonais (SDTFs) durante o Plio-Pleistoceno. Estas florestas são relictos em localidades isoladas no norte da Argentina e no sudeste da Bolívia e do Brasil, mas no passado estendeu-se mais para o leste e o sul da América do Sul. Microlobiusxylon paranaensis gen. et sp. nov. sugere a vigência de um clima temperado-cálido ao longo do Plio-Pleistoceno.Palavras-chave: madeira fóssil, Fabaceae, Mimosoideae, Microlobiusxylon, Formação Ituzaingó, Argentina.