La práctica convencional de manejo de agua y nitrógeno (N) en el norte de China, que comprende el riego por inundación y la aplicación de fertilizante N (FB), limita la producción sostenible de trigo. La fertirrigación por goteo (DF) se ha adoptado ampliamente en la producción de trigo en los últimos años y ha mejorado efectivamente los rendimientos. Sin embargo, las respuestas del rendimiento y la calidad a la tasa de aplicación de N (NTR) bajo DF aún no están claras. Este estudio determinó las respuestas del rendimiento y la calidad del trigo a la NTR bajo DF, así como la evaluación de si DF podría aumentar sinérgicamente el rendimiento y la calidad. Se realizó un experimento de campo en el norte de China durante dos temporadas (2021-2023) utilizando un diseño de parcelas divididas con tres réplicas. La parcela principal utilizó la práctica de manejo (FB y DF) y la sub-parcela tuvo tratamiento de N (sin N aplicado, y NTR de 0, 40, 80, 120 y 160 kg ha con 150 kg N ha como fertilizante basal, denotados como N0, T0, T40, T80, T120 y T160, respectivamente). Nuestros resultados mostraron que se obtuvieron altos y saturados rendimientos de trigo (12.08 y 11.46 t ha) bajo DF en T80, y los mayores rendimientos se produjeron en T160 (11.71 y 11.30 t ha) bajo FB. En comparación con FB, el mayor aumento de rendimiento del 10.4-12.6% se logró en T80 bajo DF. Un mayor número de espigas debido al aumento del porcentaje de tallos efectivos y un mayor peso de grano debido a la producción de biomasa post-anthesis (BP) mejoraron el rendimiento bajo DF. La eficiencia de uso de radiación post-anthesis (RUE) mejorada llevó a una mayor BP bajo DF. El aumento del N específico de la hoja, la capacidad antioxidante y la conductancia estomática bajo DF explicaron la mayor tasa de fotosíntesis saturada por luz de las hojas bandera, lo que en parte llevó al aumento de la RUE post-anthesis. NTR superiores a 80 kg ha no mejoraron el rendimiento, pero mejoraron significativamente los contenidos de gliadina y glutenina, lo que llevó a un mayor contenido total de proteínas, mejores características del gluten y una calidad de procesamiento superior. Por lo tanto, la fertirrigación por goteo es una estrategia práctica para aumentar tanto el rendimiento como la calidad con una reducción en la entrada de agua y una entrada adecuada de N en el trigo de invierno irrigado en el norte de China. Aplicar 80 kg ha de NTR bajo riego por goteo produce un alto rendimiento, pero una mayor ganancia en la calidad del grano requiere una NTR más alta.