Mejorar la eficiencia en el uso de nutrientes de las plantas, el rendimiento y la calidad sin comprometer la sostenibilidad sigue siendo un desafío crítico en la agricultura. La utilización de materiales como los derivados de biop residuos como alternativas a los agroquímicos convencionales (por ejemplo, fertilizantes, bioestimulantes) puede aprovecharse para optimizar la productividad y la resiliencia de los cultivos, mientras se adhiere a prácticas sostenibles. Se examinó un bioproducto soluble (BP), aislado de la hidrólisis de digestatos anaeróbicos derivados de residuos orgánicos de desechos urbanos, por su capacidad para mejorar la producción y calidad del tomate. Se aplicaron cinco tratamientos de fertilización basal: convencional (CF), convencional/orgánico (CF + OF), bioproducto a 150 kg ha (BP), y convencional/BP a 150 y 300 kg ha (CF + BP, CF + 2BP), sin o con fertirrigación suplementaria (SF). El experimento se organizó en un Diseño de Bloques Completos Aleatorizados. El crecimiento intermedio de las plantas bajo BP fue comparable al CF, mientras que su combinación mejoró los parámetros de crecimiento. Sin embargo, la adición de BP a CF no afectó el crecimiento final de la planta, la biomasa y el rendimiento en comparación con CF solo, aunque se observaron reducciones no significativas en altura (5.37%), número de hojas (15.89%) y peso fresco (36.09%) con BP solo. El mismo tratamiento redujo los macronutrientes intermedios de las hojas (N, K, Na), mientras que esto se mejoró con CF + BP. El uso de BP sin fertirrigación aumentó el contenido final de P en hojas y raíces. Sin embargo, el P en los frutos disminuyó, reflejando una disponibilidad y translocación de P retrasadas. El uso de BP indujo respuestas de estrés en las plantas, acompañado de la estimulación de la acumulación de compuestos fenólicos y antioxidantes en las hojas, con frutos que mostraron aumentos comparables solo sin fertirrigación. El licopeno de los frutos y los sólidos solubles totales se mejoraron con CF + BP, siendo la fertirrigación la que mediaba las diferencias. La aplicación combinada de CF y BP promovió la calidad del fruto del tomate, sin disminuir el crecimiento, mientras que el rendimiento de BP solo se mejoró con la fertirrigación suplementaria para mantener el crecimiento, el rendimiento y la calidad del tomate.