El estrés inducido por la sequía representa un desafío significativo para el trigo a lo largo de su crecimiento, subrayando la importancia de identificar loci de rasgos cuantitativos (QTLs) estables a la sequía para mejorar el rendimiento del grano. Aquí, evaluamos 18 rasgos agronómicos y fisiológicos relacionados con el rendimiento, junto con sus índices de tolerancia a la sequía, en una población de líneas recombinantes endogámicas derivadas del cruce XC7 x XC21. Estas evaluaciones se realizaron tanto en condiciones de no estrés como de estrés por sequía. El estrés por sequía redujo significativamente el peso del grano por espiga y el rendimiento del grano por parcela. La genotipificación de la población de líneas recombinantes endogámicas utilizando el array de polimorfismos de un solo nucleótido de trigo de 90K resultó en la identificación de 131 QTLs asociados con los 18 rasgos. El estrés por sequía también tuvo impactos negativos en la formación y llenado del grano, llevando directamente a reducciones en el peso del grano por espiga y el rendimiento del grano por parcela. Entre los QTLs identificados, 43 estaban específicamente asociados con la tolerancia a la sequía en los 18 rasgos, con 6 mostrando vínculos directos con la tolerancia a la sequía en el trigo. Estos resultados proporcionan valiosas ideas sobre los mecanismos genéticos que rigen el crecimiento y desarrollo del trigo, así como los rasgos que contribuyen al índice de tolerancia a la sequía. Además, sirven como una base teórica para el desarrollo de nuevas variedades de trigo con una excepcional tolerancia a la sequía y altos potenciales de rendimiento tanto en condiciones propensas a la sequía como en condiciones libres de sequía.