La fertirrigación por goteo (DF) es una tecnología ampliamente utilizada para aumentar el rendimiento de granos con conservación de agua y fertilizantes. Sin embargo, el mecanismo del alto rendimiento de granos (GY) bajo DF aún no está claro. Aquí, un experimento de campo de cuatro años evaluó los impactos de cuatro tratamientos (es decir, riego convencional y aplicación de nitrógeno, CK; riego por goteo con fertilización convencional de nitrógeno, DI; fertirrigación de nitrógeno dividido con riego convencional, SF; y fertirrigación por goteo, DF) en la fenología del maíz, las tasas fotosintéticas de las hojas, los procesos de llenado de granos, la biomasa de las plantas y el GY. Los resultados mostraron que DF aumentó significativamente el GY del maíz al afectar la fenología, las características de llenado de granos, la acumulación de biomasa aérea (BIO) y la translocación. Específicamente, DF aumentó significativamente el contenido de clorofila en las hojas, lo que mejoró las tasas fotosintéticas de las hojas, y junto con un aumento del índice de área foliar, promovió la acumulación de BIO. Como resultado, la BIO en la etapa de floración de DF aumentó en un 29.5%, la biomasa transportada aumentó en un 109.2% (1.2 t ha), y la acumulación de BIO después de la floración aumentó en un 23.1% (1.7 t ha) en comparación con CK. Mientras tanto, DF prolongó los días de llenado de granos, aumentó significativamente el peso de 100 granos, y promovió el aumento del GY. En comparación con CK, el GY y la BIO promediados durante cuatro años aumentaron en un 34.3% y un 26.8% bajo DF; un aumento del GY del 29.7%, 46.1% y 24.2% y un aumento de la BIO del 30.7%, 39.5% y 29.9% fueron aportados por el riego, el nitrógeno y los efectos de acoplamiento del riego y el nitrógeno, respectivamente. Estos resultados revelan el mecanismo de alto rendimiento del maíz fertirrigado por goteo y son de gran importancia para promover la aplicación de la fertirrigación por goteo.