En este trabajo se estudió el relleno neógeno de la Cuenca de Rodeo- Iglesia, que comprende una potente sucesión continental. Estos depósitos pueden separarse en dos formaciones, Cuesta del Viento y Rodeo. La primera es una nueva unidad, definida originalmente para la vecina Cuenca de La Tranca, que registra la sedimentación proximal relacionada directamente con el levantamiento de la Sierra Negra. En este trabajo, se propone la separación de los términos basales de la secuencia neógena, anteriormente asignados a la Formación Rodeo y su nueva asignación a la Formación Cuesta del Viento. Esta unidad corresponde a depósitos de sistemas proximales, de alta pendiente y energía y a intervalos pelíticos y areno-pelíticos, correspondientes a una sedimentación distal de sistemas que drenan desde el Oeste. La Formación Rodeo ha sido dividida en dos Miembros: Lomas del Campanario, conformado por depósitos relacionados con actividad volcánica intracuencal y su retrabajo y Las Flores, que registra el impacto sobre la cuenca del levantamiento de la Cordillera de Colanguil, y la consecuente progradación de cuñas clásticas Hacia el techo de la unidad, un episodio evaporítico de importancia ha dado origen a depósitos de yeso de espesores considerables. El Miembro Lomas del Campanario, comprende cuatro Asociaciones de Facies y el Miembro Las Flores, seis. Se han obtenido dataciones para los tramos piroclásticos. Un nivel del área de Cuesta del Viento arrojó una edad de 9,5+/- 0,2 Ma, en tanto que en la zona de Las Flores se obtuvo otra de 11,1+/-0,3 Ma. Algunos hallazgos de troncos fósiles se han producido en el Miembro Las Flores, así como también parte de un cráneo correspondiente a un ejemplar de Pseudotypotherium Se han analizado detalladamente las areniscas y pelitas y se llevó a cabo una caracterización geoquímica general de estos depósitos. Las areniscas, que son mayoritariamente lítico-feldespáticas se han agrupado en cuatro petrofacies, que se han interpretado como provenientes de diferentes áreas fuentes con distintas influencia de cada una. El estudio de los niveles pelíticos ha permitido detectar niveles bioturbados con efectos pedogénicos y presencia de niveles con microfósiles. El estudio por Difracción de Rayos X d elos mienrales de arcilla presentes en las pelitas han permitido identificar tres Argilofacies cuyo origen se ha relacionado con las distintas etapas evolutivas de la Cuenca de Rodeo-Iglesia. Se han evaluando contenidos de elementos mayoritarios, minoritarios y trazas, incluyendo Tierras Raras. Este estudio pemitió completar las interpretaciones realizadas a partir de las areniscas y pelitas con respecto a la procedencia de los depósitos y los procesos responsables de su ocurrencia. Finalmente, la información obtenida se integró en un esquema de evolución estratigráfico genético que permite sintetizar la historia del relleno neógeno de la Cuenca de Rodeo-Iglesia en cinco Secuencias Depositacionales, definidas a partir de cambios drásticos en los patrones de sedimentación o de conspicuas superficies de discontinuidad de carácter regional. Además del estudio de los depósitos de edad neógena, se aporta en este trabajo, el hallazgo fehaciente para esta Cuenca, de depósitos homologables a la Formación Valle del Cura, datados en 43 +/- 0,1 Ma, así como también restos de un cráneo fósil de Pseudotypotherium, nunca mencionado para la Cuenca ni para los depósitos terciarios de la región.