El algodón es el cultivo de fibra más ampliamente plantado en el mundo, y mejorar la calidad de la fibra de algodón ha sido durante mucho tiempo un foco de investigación. El desarrollo de las fibras de algodón es un proceso complejo que incluye cuatro etapas consecutivas y superpuestas, y aunque se han reportado muchos estudios sobre el desarrollo de la fibra de algodón, la mayoría de los estudios se han basado en cultivares que se promueven en la producción o en líneas que se utilizan en la cría. Aquí, informamos sobre una evaluación fenotípica basada en un mutante de fibra inmadura y líneas de tipo salvaje (Xin W 139) y un estudio transcriptómico comparativo en siete puntos temporales durante el desarrollo de la fibra. Los resultados del estudio de dos años mostraron que la longitud de la fibra, la resistencia de la fibra, el peso de la cápsula única y el porcentaje de pelusa eran significativamente más bajos que los de Xin W 139, y no hubo diferencias significativas en los otros rasgos. El análisis de componentes principales (PCA) y el análisis de clúster de los datos de secuenciación de ARN (RNA-seq) revelaron que estos siete puntos temporales podían dividirse claramente en tres grupos diferentes correspondientes a las etapas de iniciación, elongación y síntesis de la pared celular secundaria (SCW) del desarrollo de la fibra, y las diferencias en el desarrollo de la fibra entre las dos líneas se debieron principalmente a diferencias de desarrollo después de veinte días post-anthesis (DPA). El análisis de expresión diferencial reveló un total de 5131 genes expresados diferencialmente únicos (DEGs), incluidos 290 factores de transcripción (TFs), entre las 2 líneas. Estos DEGs se dividieron en cinco clústeres. Cada categoría funcional de clúster fue anotada en base a la base de datos KEGG, y diferentes clústeres podían describir diferentes etapas del desarrollo de la fibra. Además, construimos una red reguladora de genes mediante análisis de red de correlación ponderada (WGCNA) e identificamos 15 genes clave que determinaron las diferencias en el desarrollo de la fibra entre las 2 líneas. También seleccionamos siete genes candidatos relacionados con el desarrollo de la fibra de algodón a través de análisis de secuencia comparativa y qRT-PCR; estos genes incluían tres TFs. Estos resultados proporcionan una base teórica para obtener una comprensión profunda del mecanismo molecular del desarrollo de la fibra de algodón y ofrecen nuevos recursos genéticos para la investigación de la fibra de algodón.