El objetivo fue describir un caso de superfecundación heteroparental confirmado mediante el análisis de marcadores genéticos estandarizados (STR). Se recolectaron muestras de sangre periférica de mellizos dicigóticos, de la madre y del presunto padre. Se analizaron catorce loci STR autosómicos, incluyendo amelogenina y HPRTB. Los perfiles genéticos se obtuvieron mediante secuenciación de Sanger y fueron interpretados con un software especializado. Los cálculos de paternidad se realizaron según las directrices de la ISFG. El mellizo varón compartió alelos con el presunto padre en todos los loci analizados, lo que confirmó la paternidad con una probabilidad del 99,998%. En cambio, la melliza presentó incompatibilidades en siete loci, excluyendo al presunto padre como su progenitor biológico. Ambos compartían material genético con la madre biológica, lo que confirma la ocurrencia de superfecundación heteroparental. Este caso destaca la importancia de los marcadores STR en la resolución de casos de parentesco y su valor en investigaciones forenses.