Cette espèce se rencontre dans le fleuve de l'Amazone et de ses affluents. Il peut infliger de sévères morsures. Il est sans conteste le piranha le plus connu.

Il atteint une longueur maximale observée de 46 cm, et un poids maximum observé de 3 800 g. Le piranha à ventre rouge se reconnaît à son ventre rouge orangé, et à ses écailles brillantes sur les flancs. Chez les adultes, la mâchoire, très forte, lui donne une tête très reconnaissable.

Il se retrouve en bancs de plusieurs centaines, voire milliers d'individus, et généralement en eaux calmes et « claires ». C'est à la saison sèche que ce piranha est dangereux pour l'homme, comme d'ailleurs les autres espèces du genre pygocentrus. Piégés et regroupés en grand nombre dans des points d'eau asséchés, les premières attaques sont de type cannibale, et sont portées sur les individus les plus faibles du groupe. Le piranha est un poisson carnivore : il se nourrit de poissons, et d'autres animaux aquatiques, principalement malades, ou blessés. Ils sont très résistants aux maladies, et, en attaquant les animaux les plus faibles, ils évitent que les maladies se propagent, un peu comme les vautours sur terre. Leurs mâchoires très puissantes, dotées de grandes dents très tranchantes, leur permettent de s'attaquer à peu près à n'importe quel animal.

  À cette époque de l'année, ils sont affamés, et, tout ce qui se trouve à leur portée et entre en contact avec l'eau est une proie potentielle. C'est aussi à cette période qu'ils sont les plus vulnérables. En effet, coincés dans une eau qui se raréfie par évaporation et infiltration, ils remontent régulièrement à la surface pour absorber de l'oxygène dont l'eau croupie manque cruellement. Ils sont alors des proies rêvées pour les rapaces et autres volatiles, ainsi que pour les caïmans et autres prédateurs, eux aussi affamés. Ce poisson est une espèce qui s'adapte aisément aux changements d'environnement. Au Paraguay, cette espèce est connue pour supporter des hivers pendant lesquels la température de l'eau n'est pas supérieure à 5 °C.