El ácido vanílico (VA) regula varios procesos fisiológicos y bioquímicos en las plantas ante diferentes estrés ambientales para mejorar su tolerancia. Este estudio tuvo como objetivo evaluar el efecto protector del VA en el crecimiento y la fisiología, incluyendo la osmoprotección y los sistemas de defensa antioxidante para aumentar la tolerancia al reducir el daño oxidativo causado por el estrés por déficit hídrico en tomates (L. cv. BARI Tomato-16). Las plántulas de tomate cultivadas hidropónicamente (de 8 días de edad) fueron pretratadas con 50 uM de VA durante 2 días, seguidas de estrés por déficit hídrico (impuesto por la retirada de agua y 12% de polietileno glicol; PEG-6000) durante 4 días. El estrés por sequía inhibió el crecimiento de las plántulas al reducir el contenido de agua y los contenidos de pigmentos fotosintéticos, aliviando el estrés oxidativo inducido por especies reactivas de oxígeno y metilglioxal. Se observó un aumento significativo en el crecimiento, la acumulación de biomasa y el contenido de pigmentos fotosintéticos en condiciones de estrés pretratadas con VA. Además, hubo una mejora en el estado hídrico y el contenido de prolina, junto con actividades moduladas de las respuestas antioxidantes, incluyendo tanto componentes no enzimáticos como enzimáticos en las hojas de las plántulas pretratadas con VA ante el déficit hídrico. El ácido vanílico redujo significativamente la generación de especies reactivas de oxígeno y disminuyó el daño en la membrana celular en plántulas de tomate afectadas por la sequía. La detoxificación del metilglioxal se aseguró en gran medida en las plántulas de tomate estresadas pretratadas con VA al fortalecer las actividades de las enzimas gloxalasa. Por lo tanto, el VA puede ser efectivo para proteger las plántulas de tomate al inducir una defensa antioxidante en las plantas y el sistema de detoxificación del metilglioxal y la osmorregulación bajo estrés por sequía.