Los cultivadores de algodón (L.) regado en la Cuenca Murray-Darling (MDB) de Australia se enfrentan a la limitada disponibilidad de agua. Este estudio de modelado tuvo como objetivo determinar si las prácticas de riego deficitario (DI) pueden mejorar potencialmente la eficiencia del uso del agua (WUE) para los sistemas de riego por surcos (FI), riego por aspersión aérea (OSI) y riego por goteo subsuperficial (SDI). Validamos el Agricultural Production System sIMulator (APSIM) con respecto al rendimiento observado de algodón y la acumulación de biomasa del cultivo para diferentes prácticas de manejo. El modelo logró coeficientes de correlación de concordancia de 0.93 y 0.82 con respecto a la acumulación de biomasa del cultivo de algodón observada y los rendimientos de fibra, respectivamente. Luego, se aplicó el modelo para evaluar los impactos de diferentes niveles de DI en el rendimiento de fibra, WUE en diferentes ubicaciones de cultivo de algodón en la MDB (Goondiwindi, Moree, Narrabri y Warren), durante el período de 1977 a 2017. Los diferentes niveles de DI para el sistema FI fueron sin riego, riego completo (TF) e irrigado uno de cada cuatro, uno de cada tres, uno de cada dos, dos de cada tres y dos de cada cuatro eventos TF. Para los sistemas OSI y SDI, los niveles de DI fueron sin riego, TF, 20% de TF, 40% de TF, 60% de TF y 80% de TF. El rendimiento de fibra se maximizó bajo los sistemas OSI y SDI para la mayoría de las ubicaciones aplicando el 80% de TF. Sin embargo, el modelado identificó que el WUE se maximizó al 60% de riego completo para los sistemas OSI y SDI. Estos resultados sugieren que hay ganancias significativas en el rendimiento agronómico que se pueden lograr a través de la aplicación de prácticas de DI con estos sistemas. Para FI, el DI no tuvo beneficios en términos de aumento de rendimiento, mientras que el DI mostró ganancias marginales en términos de WUE en algunas situaciones. Este resultado se debe a una mayor exposición al estrés periódico por déficit de agua que ocurrió cuando se aplicaron prácticas de DI por un sistema FI. Los resultados sugieren que en el norte de la MDB, se podrían lograr ahorros de agua para la producción de algodón bajo los sistemas OSI y SDI si se adoptara el DI en cierta medida, dependiendo de la ubicación y el sistema de riego.