Las Yungas, una selva tropical de montaña subtropical de América del Sur, ha sido poco estudiada en relación con la historia evolutiva de las especies de cuerpo grande del género Calomys. En particular, se han sinonimizado dos especies, C. boliviae y C. fecundus; el primero solo se conoce de su localidad tipo en los Yungas del norte de Bolivia, mientras que el segundo se conoce a lo largo de los Yungas Tucumaní-Bolivianos compartidos por Bolivia y Argentina. En este estudio, combinamos un enfoque filogeográfico con modelos de nichos ecológicos, con muestras que cubren la mayor parte del rango geográfico de C. fecundus. Se utilizaron un gen mitocondrial y dos nucleares para los análisis genéticos de población. Se obtuvieron modelos actuales y paleoclimáticos. Los genes nucleares resultaron no informativos por la retención del polimorfismo ancestral con otras especies de Calomys. El marcador mitocondrial reveló una red compleja que mostraba señales de varias expansiones de población. Se detectaron tres conglomerados genéticos en sentido latitudinal, los cuales son coincidentes con las tres zonas climáticas estables estimadas por modelos actuales y paleoclimáticos. Determinamos un patrón de expansión durante los ciclos glaciales y refugios ancestrales durante los ciclos interglaciales. Ninguno de los modelos de distribución potencial predijo la presencia de C. fecundus en la localidad tipo de C. boliviae. Por lo tanto, recomendamos realizar estudios taxonómicos integradores en las Yungas bolivianas, para determinar si C. fecundus y C. boliviae corresponden o no a la misma especie.