La creciente frecuencia global de eventos de sequía extrema agrava la contradicción entre el suministro de agua y la demanda de áreas verdes urbanas de alta calidad. Sin embargo, el mecanismo de respuesta de los arbustos urbanos al estrés por sequía sigue siendo poco claro. En este estudio, se expusieron tres arbustos urbanos típicos (vicario dorado y agracejo púrpura japonés) que se utilizan para áreas verdes en el norte de China a tres niveles de riego (riego completo, lluvia natural y sequía extrema) en diferentes períodos de la temporada de crecimiento (abril a mayo, junio a julio y agosto a septiembre) para investigar las respuestas del potencial hídrico foliar y los parámetros fotosintéticos. Los principales resultados fueron los siguientes: (1) todos los potenciales hídricos foliares y parámetros fotosintéticos mostraron una relación lineal típica a lo largo del gradiente de agua en el medio de la temporada de crecimiento. La sequía extrema disminuyó las tasas fotosintéticas en 1.26 a 11.03 mol·m-2·s-1 en comparación con los grupos regados. Sin embargo, las respuestas fueron menos pronunciadas al principio y al final de la temporada de crecimiento. (2) Diferentes arbustos respondieron con intensidades y mecanismos diferentes. El agracejo púrpura japonés mostró un claro comportamiento anisohídrico durante toda la temporada de crecimiento, mientras que el vicario dorado y el agracejo púrpura japonés mostraron un comportamiento isohídrico más fuerte durante el principio y el final de la temporada de crecimiento. Estos hallazgos son importantes para mejorar la sostenibilidad del mantenimiento de plantas ornamentales desde la perspectiva de la utilización eficiente de los recursos hídricos urbanos.