Introdução. A Formação Tremembé (Oligoceno), aflorante na região Leste do estado de São Paulo, Brasil, é a unidade litoestratigráfica mais ricamente fossilífera da Bacia de Taubaté, de onde proveem inúmeros registros de uma diversa flora e fauna do Paleógeno que habitou o Vale do Paraíba. Objetivo. O presente artigo visa fornecer uma checklist atualizada de todos os grupos de vertebrados e invertebrados que foram descritos com base em fósseis coletados nessa formação geológica, nos últimos séculos. Metodologia. Foi realizado um levantamento bibliográfico em quatro distintas bases de dados. Resultados. A análise possibilitou encontrar mais de uma centena de taxa nas referências, incluindo poríferos, nematoides, moluscos, anelídeos, artrópodes, peixes, anfíbios, répteis, aves e mamíferos. Alguns grupos de invertebrados apresentam diversidade notável, como a paleofauna de artrópodes. Além disso, aves e mamíferos caracterizam a maior parte da riqueza taxonômica dos vertebrados da Formação Tremembé. Conclusão. A diversidade faunística dessa unidade litoestratigráfica, descrita ao longo dos séculos XX e XXI, revela o potencial das descobertas paleontológicas nessa área geológica e sua importância para o registro fóssil brasileiro do Oligoceno, fornecendo subsídios para processos de datação e correlação com outras localidades fossilíferas.