Las plantas reconfiguran sus rutas metabólicas para hacer frente a la falta de agua. El objetivo de este estudio fue determinar el estado de los parámetros fisiológicos y el contenido de ácidos fenólicos en la hoja de la espiga más alta de líneas de maíz endogámicas que contrastan en tolerancia a la sequía en términos de productividad mejorada de la planta, por ejemplo, un aumento en el rendimiento de grano. El experimento se llevó a cabo bajo condiciones de riego y de secano. En las líneas tolerantes a la sequía, el efecto de la falta de agua se reflejó a través de un aumento en el índice de equilibrio de clorofila y nitrógeno, seguido de una disminución en el índice de flavonoides. La tendencia opuesta se observó en las endogámicas susceptibles a la sequía, con la excepción del índice de antocianinas. Además, en comparación con el tratamiento de riego, las tendencias opuestas en las correlaciones entre el rendimiento de grano y los parámetros fisiológicos encontrados bajo condiciones de déficit hídrico indicaron la activación de diferentes rutas metabólicas en defensa contra el estrés por falta de agua. En cuanto al contenido de ácidos fenólicos, la falta de agua causó la reducción de los ácidos protocatecuico, cafeico y sinápico en todas las endogámicas evaluadas. Sin embargo, el aumento muy pronunciado del contenido de ácido ferúlico y especialmente del ácido cinámico bajo condiciones de déficit hídrico indicó un posible papel crucial de estos metabolitos secundarios en la prevención de los efectos nocivos del estrés por falta de agua, lo que, a su vez, podría ser útil en la selección de mejoramiento del maíz para la tolerancia a la sequía.