Resumo. O deficit hídrico e a deficiência nutricional são os principais fatores limitantes da produtividade da cultura do milho. Nesse sentido, objetivou-se com este estudo, avaliar os componentes de rendimento e a produtividade de grãos de híbridos de milho em função de níveis de adubação e de deficit hídrico em dois estádios fenológicos. O estudo foi realizado em casa de vegetação com a utilização de vasos com capacidade de 15 L. Utilizou-se delineamento de blocos casualizados em esquema fatorial (3 x 4 x 3) com três repetições. Os fatores foram constituídos por híbridos de milho (P30F53, AS1551 e AG5011), níveis de adubação (0; 0,5; 1 e 1,5 vezes a dose recomendada) e deficits hídrico (sem deficit, deficit no pendoamento (VT) e no enchimento de grãos (R2). Foi avaliado a altura de plantas, diâmetro de colmo, número de espigas, comprimento de espigas, massa seca e produtividade de grãos. Independente do híbrido e para todas as variáveis avaliadas a cultura do milho é mais sensível ao deficit hídrico no pendoamento do que no período de enchimento de grãos. O híbrido AS1551 foi o que apresentou maior produtividade de grãos, assim como, se destacou como o mais tolerante ao deficit hídrico e nutricional. A ausência de aplicação de NPK restringiu severamente a produtividade de grãos da cultura do milho, sendo que com o incremento dos níveis de adubação houveram significativos aumentos de produtividade. A correta fertilização do solo nos híbridos AS1551 e AG5011 mitigou os efeitos do deficit hídrico quando aplicado no estádio de enchimento de grãos.