A pesar de ser una de las áreas de producción de soja (L. Merr.) más grandes de China, la Región Agrícola Huanghuaihai (HFR) ha estado plagada durante mucho tiempo de rendimientos subóptimos. Si bien el desarrollo de cultivares ha contribuido a los aumentos de rendimiento en el pasado, si dicho mejoramiento proporcionará resiliencia bajo condiciones climáticas más adversas que se esperan en el futuro sigue siendo una pregunta abierta. Aquí, realizamos experimentos de campo durante dos años para contrastar el crecimiento y desarrollo de cultivares de soja liberados entre 1960 y 2010 en la HFR. Encontramos que el mejoramiento de cultivares influyó significativamente en la fenología, con cultivares contemporáneos teniendo fases de crecimiento vegetativo y reproductivo más cortas y largas, respectivamente. La duración del llenado de granos de los cultivares modernos (LD11, HD14, JD21 y QH34) fue 10 días más larga que la de los cultivares más antiguos (JX23 y WF7). La altura de madurez de los cultivares modernos disminuyó con el tiempo a un valor actual de aproximadamente 80 cm, a pesar de tener un índice de área foliar (LAI) y valores de SPAD más altos en comparación con los cultivares más antiguos durante el desarrollo reproductivo. El rendimiento cuántico del transporte de electrones en el fotosistema I, el rendimiento cuántico de la cadena de transporte de electrones, el índice de rendimiento fotosintético, la conductancia estomática, la tasa fotosintética neta y la actividad de Rubisco de los cultivares contemporáneos fue más fuerte que la de los cultivares más antiguos durante el llenado de granos. La duración prolongada del llenado de granos, un mayor LAI, una mayor interceptación de luz y una capacidad fotosintética más fuerte evocaron tasas de llenado de granos más altas, lo que llevó a un mayor peso de grano, número de semillas y rendimiento. La evolución genética de los cultivares a lo largo del tiempo, condiciones más cálidas y más precipitación juntos permitieron etapas reproductivas más largas. Nuestros resultados indican que los aumentos de rendimiento se han logrado principalmente a través del mejoramiento de cultivares, y en menor medida, por el cambio climático beneficioso. Destacamos las dinámicas relaciones fuente/sumidero que sustentan la co-evolución de rasgos fotosintéticos a través del mejoramiento de la soja, y proporcionamos consejos prácticos para guiar los esfuerzos de mejoramiento futuros.