Personalen på Plantasia hittade fisken i sitt uppvärmda vatten i det glasdomed hothouse.
Swansea Council sa att det hade fungerat "nära vår veterinär och en veterinär från regeringens organ Defra" i ett misslyckat försök att rädda karpen.
Tester görs innan beståndet fylls på för att avgöra hur fisken dog.
En talesman sade: "Alla djur, fiskar och växter på Plantasia vårdas med stor omsorg."
Mer än 20 koi karp har dött på en Swansea inomhus regnskog attraktion.