La sequía es uno de los principales factores que afectan los rendimientos de las cerezas dulces, y los portainjertos de cerezo pueden proporcionar una variedad de niveles de vigor del árbol para combinar mejor las cerezas dulces con las características del suelo. Para investigar los eventos moleculares de la cereza ante la deficiencia de agua, realizamos análisis transcriptómicos y metabolómicos de CDR-1 (portainjerto de cerezo tolerante a la sequía (DT)) y x Gisela 5 (portainjerto de cerezo susceptible a la sequía (DS)), respectivamente. Los resultados revelaron 253 genes comunes sensibles a la sequía en hojas y raíces en DT y 17 en DS; se exploraron 59 metabolitos regulados al alza en hojas en DT y 19 en DS. Los metabolitos expresados diferencialmente relacionados con la vía de metabolismo de aminoácidos ciano y la vía de biosíntesis de fenilpropanoides pueden ser factores clave en la diferencia en resistencia a la sequía entre los dos portainjertos. Además, se identificaron seis metabolitos centrales: 3-cianoalanina, fenilalanina, ácido quínico, asparagina, p-benzoquinona y fitosfingosina, como posibles marcadores biológicos de respuesta a la sequía en las cerezas y pueden ser factores clave en la diferencia en resistencia a la sequía, junto con el ácido cafeico y el ácido clorogénico. También seleccionamos 17 genes expresados diferencialmente como genes candidatos centrales y se resume el mecanismo de DT en respuesta a la sequía.