El olivo está bien adaptado al clima mediterráneo, pero se desconoce cómo responderán los huertos basados en prácticas intensivas a la creciente sequía. Este estudio tuvo como objetivo determinar si la aplicación de un bioestimulante comercial mejora la tolerancia del olivo a la sequía. Las plantas en maceta (cultivares Arbequina y Galega) fueron pretratadas con un extracto (cuatro aplicaciones, 200 mL de extracto de 0.50 g/L por planta) y luego se irrigaron adecuadamente (100% de capacidad de campo) o se expusieron a déficit hídrico (50% de capacidad de campo) durante 69 días. Se analizaron la altura de las plantas, la fotosíntesis, el estado hídrico, los pigmentos, los compuestos lipofílicos y la expresión de genes protectores del estrés (proteínas de deshidrin; aquaporinas; y proteínas de choque térmico). El déficit hídrico afectó negativamente la fisiología del olivo, pero el bioestimulante mitigó estos daños a través de la modulación de procesos moleculares y fisiológicos según el cultivar y la irrigación. Los beneficios fueron más expresivos bajo déficit hídrico, particularmente en Galega, promoviendo la altura (aumento del 15%) y la fotosíntesis (aumento del 34%), modulando la apertura estomática a través de la regulación de la expresión, y manteniendo y aumentando la regulación para fortalecer la protección contra el estrés. En ambos cultivares, el bioestimulante promovió la acumulación de carbohidratos y la eficiencia intrínseca en el uso del agua (iWUE). Bajo buena irrigación, el bioestimulante aumentó la disponibilidad de energía y la iWUE en Galega. Estos datos destacan el potencial de este bioestimulante para mejorar el rendimiento del olivo, proporcionando una mayor tolerancia para superar los escenarios de cambio climático. El uso de este bioestimulante puede mejorar el establecimiento de olivos jóvenes en el campo, fortalecer la capacidad de la planta para resistir los estrés del campo y llevar a un mayor crecimiento y productividad de los cultivos.