La superficie de siembra de arroz híbrido (L.) ha disminuido continuamente en los últimos años, parcialmente debido a la baja calidad alimentaria. Longke638S y Jing4155S son dos líneas élite masculinas estériles, que se utilizan para desarrollar muchas variedades híbridas con grandes áreas de siembra en China. Aquí, 21 variedades de arroz híbrido de una población de cruce dialélico incompleto con Longke638S y Jing4155S como padres femeninos fueron sembradas en condiciones de campo durante dos años consecutivos, con el objetivo de investigar las características fisiológicas y transcriptómicas necesarias para coordinar alto rendimiento y calidad de consumo superior. Como resultado, el rendimiento de grano varió de 7.15 a 9.23 t/ha en 2019 y de 7.49 a 9.23 t/ha en 2020, y se identificó una relación negativa entre el rendimiento y los rasgos relacionados con la calidad. Las variedades híbridas con Longke638S como padre femenino (LLY) tuvieron un rendimiento más alto pero una calidad de consumo inferior que aquellas con Jing4155S como padre femenino (JLY). El mayor rendimiento de LLY sobre JLY se debió a una mayor producción de biomasa y captación de N, así como a una mayor estabilidad del rendimiento a lo largo de los años de siembra, mientras que su menor calidad de grano puede atribuirse principalmente a un menor contenido de amilosa y valor de esparcimiento alcalino. Los padres masculinos afectaron significativamente los rasgos relacionados con el rendimiento de LLY y los rasgos relacionados con la calidad de consumo de JLY. Los genes candidatos involucrados en la biosíntesis de almidón de grano se expresaron diferencialmente entre LLYHZ, JLYHZ y JLY1212, como [genes mencionados]. En general, este estudio examinó la relación entre el rendimiento de grano y la calidad de consumo e identificó los rasgos fisiológicos y moleculares que limitaron el rendimiento de grano o la calidad de consumo de las variedades híbridas LLY y JLY.