La (papa) es uno de los cultivos más comunes en todo el mundo; sin embargo, es sensible al estrés hídrico, lo que requiere la identificación de herramientas alternativas para mejorar su producción. Aquí, evaluamos la inoculación de dos cepas de hongos micorrízicos arbusculares (HMA), (CC), (HMC26), y la MEZCLA (CC + HMC26) en el rendimiento y la respuesta fenólica y antioxidante utilizando métodos cromatográficos y espectroscópicos en cultivos de papa, a niveles crecientes de estrés hídrico, a saber, con 100% (0), 70% (S1) y 40% (S2) de humedad del suelo. Se detectaron dos isómeros de ácido cafeoilquínico y sus niveles mostraron una tendencia a aumentar bajo estrés junto con la inoculación de HMA, alcanzando hasta 19.2 mg kg de 5-acido cafeoilquínico y 7.4 mg kg de isómero de ácido cafeoilquínico cuando se inoculó con CC, y las plantas de papa crecieron en la condición de mayor escasez de agua (S2). En cuanto a las actividades antioxidantes, se detectó una respuesta diferenciada dependiendo de la cepa de HMA, destacando el efecto de HMC26 en el método de capacidad antioxidante equivalente a Trolox (TEAC) y CC en el método de capacidad antioxidante reductora cúprica (CUPRAC), alcanzando hasta 1.5 mol g de TEAC en plantas inoculadas con HMC26 y 0.9 mol g de CUPRAC en plantas inoculadas con CC, ambas en tubérculos de papa de plantas que crecían bajo la condición de estrés S2. Mientras tanto, el uso de HMA no influyó en el número y la biomasa de los tubérculos, pero se observaron cambios significativos en las propiedades bioquímicas de los tubérculos. Los resultados sugieren que se deben considerar las adaptaciones específicas de HMA al estrés hídrico cuando se planifican los procedimientos de inoculación para mejorar el rendimiento y la calidad de los tubérculos en cultivos de papa.