-Dolostones of the upper Piauí Formation, Parnaíba Basin, Northern Brazil, record a rich and diversified invertebrate fauna of the Middle Pennsylvanian (Morrowan to Desmoinesian) age. Among bivalves, Heteroconchia is the most diversified (seventeen species) followed by Pteriomorphia (eleven species) and Palaeotaxodonta (three species Exochorhynchus buriti n. sp.). Adicionalmente, um novo gênero, Carnauba (Megadesmidae), é proposto, sendo representado por espécie única, C. oiticica n. gen. and n. sp. As feições anatômicas internas, diagnósticas de várias espécies, especialmente de Schizodus são descritas pela primeira vez. Finalmente, os bivalves estudados têm afinidades com formas coevas da bacia do Amazonas (Formação Itaituba) e do Carbonífero da América do Norte, reforçando a atribuição de idade Pensilvaniano Médio para a fauna.Palavras-chave: Heteroconchia, Mollusca, Pensilvaniano, Formação Piauí, Brasil.