Dado que la caña de azúcar es semi-perenne, no puede escapar de los estrés hídricos en el Cerrado brasileño, y, en consecuencia, la sequía impacta el crecimiento de las plantas y la calidad industrial. El objetivo de este estudio fue evaluar la morfofisiología y calidad del primer ratoon de dos variedades de caña de azúcar sometidas a tratamientos de riego y estrés en condiciones de campo. Para las características biométricas, en general, se observaron disminuciones significativas bajo el tratamiento de estrés durante todos los períodos, y solo se detectaron diferencias menores entre las variedades estudiadas. Los parámetros fisiológicos disminuyeron en condiciones de estrés, pero en diferente medida entre las variedades. RB855536 fue capaz de mantener una mayor tasa de transpiración. La productividad se redujo en 103 t ha para la variedad RB855536 y 121 t ha para RB867515, en comparación con las plantas con riego completo durante el período seco, pero la calidad de la caña fue similar en ambos genotipos. Las mediciones de parámetros fisiológicos y morfológicos pueden resultar útiles en la identificación rápida de genotipos con mayor tolerancia al estrés abiótico.