Despite the advances in the techniques for researching arboreal small mammals, detailed ecological data, such as habitat use patterns, are practically nonexistent for many species. Using 150 live-traps installed on the ground, understory (1.0-5.0m) and canopy (>5.0m) we investigated patterns of arboreal and terrestrial space use by small mammals in an Araucaria Forest in southern Brazil (29°29′08″S; 50°12′26″W). We also measured 19 microhabitat variables that could potentially influence the abundance of such mammals on each trap station. The results indicated that Akodon montensis and A. serrensis were mainly terrestrial. Delomys dorsalis was also terrestrial, but it also used understory (17.24% of captures). Juliomys sp. and Gracilinanus microtarsus were the most arboreal small mammals recorded. A. montensis was associated with dense vegetation, while A. serrensis selected positively opened areas. Juliomys sp. and G. microtarsus were associated to microhabitat variables related to the access and movement within the canopy. Moreover, bromeliads on arboreal layer were an important factor for these two arboreal species. This is the first study to report microhabitat associations by Juliomys sp. and A. serrensis, and we demonstrated that vertical stratification and microhabitat use were both synergic mechanisms to determine habitat use by small mammals on the Araucaria Forest of southern Brazil. Apesar dos avanços nas técnicas para pesquisa de pequenos mamíferos arborícolas, dados ecológicos detalhados, tal como padrões de uso do habitat, são praticamente inexistentes para muitas espécies. Utilizando 150 armadilhas de captura viva instaladas no solo, sub-bosque (1,0-5,0m) e dossel (> 5,0m) nós investigamos padrões no uso do espaço arbóreo e terrestre por pequenos mamíferos em uma Floresta com Araucária no sul do Brasil (29°29′08″S; 50°12′26″W). Nós medimos 19 variáveis de micro-habitat que poderiam potencialmente influenciar a abundância de tais mamíferos em cada estação de captura. Os resultados indicaram que Akodon montensis e A. serrensis foram principalmente terrestres. Delomys dorsalis também foi terrestre, mas também utilizou o sub-bosque (17,24% das capturas). Juliomys sp. e Gracilinanus microtarsus foram os pequenos mamíferos mais arborícolas registrados. A. montensis esteve associado com vegetação densa, enquanto A. serrensisselecionou positivamente áreas abertas. Juliomys sp. e G. microtarsus estiveram associados a variáveis de micro-habitat relacionadas ao acesso e movimentação no dossel. Além disso, bromélias no estrato arbóreo foram um importante fator para estas duas espécies arborícolas. Este é o primeiro estudo a reportar associações de micro-habitat por Juliomyssp. e A. serrensis, e nós demonstramos que a estratificação vertical e o uso do micro-habitat são mecanismos sinergéticos em determinar o uso do habitat por pequenos mamíferos na Floresta com Araucária do sul do Brasil.