Shirvan district in north-eastern Islamic Republic of Iran is a new focus of visceral leishmaniasis. This study aimed to identify the vector(s), the parasite and the species composition of sand flies in the district during JulySeptember 2009 using polymerase chain reaction techniques. In all, 2088 sand flies were collected from 3 villages. Nine sand fly species were identified: Phlebotomus kandelakii (Shchurenkova), P. major (Annandale), P. halepensis (Theodor), P. papatasi (Scopoli), P. sergenti (Parrot), P. longidactus (Parrot), P. caucasicus (Marzinovsky), Sergentomyia sintoni (Pringle) and S. sumbarica (Perfil'ev). P. sergenti and P. kandelakii were the most prevalent Phlebotomus species at 31.3% and 10.0% respectively. Of 59 female P. kandelakii, 2 (3.4%) were naturally infected with L. infantum. This is the first finding of natural infection of P. kandelakii by L. infantum in this region suggesting P. kandelakii may be the vector of L. infantum in the area although it is the second most prevalent phlebotomine species. Perfil'ev). P. sergenti et P. kandelakii étaient les espèces de phlébotomes les plus répandues (31,3 % et 10 % de l'échantillon respectivement). Sur 59 P. kandelakii femelles, deux (3,4 %) étaient naturellement infectées par L. infantum. Il s'agit de la première détection d'une infection naturelle de P. kandelakii par L. infantum dans la région, suggérant que P. kandelakii pourrait être le vecteur de L. infantum dans la zone, même si elle n'est que la deuxième espèce la plus répandue de phlébotomes.