El sorgo [(L.) Moench] es un cultivo cereal vital en regiones semiáridas, pero su productividad a menudo se ve limitada por la escasez de agua y la gestión ineficiente del nitrógeno (N). Si bien estudios anteriores han explorado los efectos individuales de la irrigación y la aplicación de N, la investigación sobre su influencia combinada en el crecimiento, la fenología y el rendimiento del sorgo es limitada. Este estudio tuvo como objetivo evaluar los impactos de cuatro niveles de irrigación (0, 75, 100 y 125% de irrigación como I, I, I e I) y cuatro tasas de aplicación de N (0, 90, 180 y 360 kg N ha como N, N, N y N) en el rendimiento del sorgo para identificar estrategias óptimas de gestión del agua y los nutrientes. Se realizó un experimento de campo durante dos temporadas de crecimiento, midiendo la altura de las plantas, el número de hojas, la longitud de las panojas, el porcentaje de floración, la calificación visual de madurez, la biomasa y el rendimiento de grano utilizando un diseño de parcelas divididas, con la irrigación como factor principal y las tasas de N como subparcelas con tres repeticiones. Los hallazgos clave revelaron que la irrigación y la aplicación de N influyeron significativamente en la altura de las plantas, el número de hojas, la longitud de las panojas, la biomasa y el rendimiento de grano. La mayor altura de planta (58.06 cm), número de hojas (10.25) y longitud de panoja (26.60 cm) se observaron bajo I. En comparación con el tratamiento I, el aumento en la calificación visual de madurez en I e I fue del 64.91% y 249.70%, respectivamente. La mayor biomasa (3.25 t/ha) se observó para el tratamiento I, mientras que el mayor rendimiento de grano (2.40 t/ha) fue para I. En comparación con N, los tratamientos N, N y N aumentaron el rendimiento de grano en un 64.8, 66.4 y 81.6%, respectivamente. El análisis de correlación de Pearson reveló relaciones positivas significativas entre las características clave del crecimiento, la fenología y el rendimiento del cultivo. La calificación de madurez correlacionó más con el porcentaje de floración (0.76). La respuesta a la aplicación de N fue más pronunciada en condiciones bien regadas, con el aumento más pronunciado en el rendimiento de grano observado bajo N. En condiciones limitadas de agua, tasas más altas de N no mejoraron el rendimiento. Basado en estos resultados, se recomienda aplicar irrigación al 100% de los requerimientos hídricos del cultivo y al menos 180 kg N ha para mejorar la resiliencia del sorgo, la eficiencia en el uso de recursos y la producción sostenible, particularmente en regiones con escasez de agua.