Os eventos de segurança humana imprevistos em ensaios clínicos de novos medicamentos são dispendiosos em termos de saúde humana e de dinheiro. A indústria de descoberta de medicamentos tenta minimizar esses acontecimentos com testes de segurança pré-clínicos diligentes. As práticas padrão actuais são boas para evitar que compostos tóxicos sejam testados na clínica; no entanto, os resultados de toxicidade pré-clínica falsos negativos ainda são uma realidade. A melhoria contínua deve ser prosseguida no domínio pré-clínico. Com mais informações sobre potenciais toxicidades e mecanismos associados, é possível desenvolver terapias de maior qualidade. O modelo do peixe-zebra é uma ponte entre os ensaios in vitro e os estudos in vivo em mamíferos. Este modelo é poderoso pela sua amplitude de aplicação e facilidade de utilização na investigação. Nas últimas duas décadas, a nossa compreensão da biologia das doenças e da toxicidade dos fármacos aumentou significativamente graças a milhares de estudos efectuados com este pequeno vertebrado. Esta revisão resume os desafios e os pontos fortes do modelo, discute o valor dos 3Rs que ele pode oferecer, destaca a biologia traduzível e intraduzível e reúne relatórios de estudos recentes com o peixe-zebra com foco na toxicologia da descoberta de novos medicamentos.