Para enfrentar el desafío de alimentar a casi 10 mil millones de personas para 2050, el rendimiento del trigo debe duplicarse para ese año. Sin embargo, en los últimos 20 años, el aumento del rendimiento se ha desacelerado e incluso ha permanecido estancado en los principales países productores. Siguiendo el ejemplo del maíz, se han sugerido híbridos como una solución para superar el estancamiento del rendimiento en el trigo. Sin embargo, la heterosis del trigo sigue siendo limitada y poco comprendida. Obtener una mejor comprensión del vigor híbrido es clave para criar mejores variedades. Con este objetivo, hemos desarrollado y fenotipado para rasgos fisiológicos y agronómicos un diseño factorial incompleto que consiste en 91 híbridos y sus diecinueve padres femeninos y dieciséis padres masculinos. El monitoreo del desarrollo de las plantas con el índice de vegetación de diferencia normalizada reveló que el 89% de los híbridos, incluidos los cinco híbridos de mayor rendimiento, tuvieron una fase de llenado de grano más larga con una senescencia retrasada que resulta en un mayor tamaño de grano. Este aumento promedio del 7.7% en el peso de mil granos se tradujo en una heterosis positiva de los padres medios para el rendimiento de grano en el 86% de los híbridos. Además, los híbridos mostraron una desviación positiva en la proteína del grano, lo que llevó a una heterosis del +4.7% en el rendimiento de proteína. Estos resultados arrojan luz sobre las bases fisiológicas que subyacen a la heterosis del rendimiento en el trigo, abriendo nuevas vías para criar mejores híbridos de trigo.