Los hidrolizados de proteínas (PHs) se emplean en la agricultura para aumentar la sostenibilidad de los sistemas de cultivo, con resultados positivos en la productividad de los cultivos y la respuesta contra factores de estrés ambiental. Sin embargo, el mecanismo molecular desencadenado por su actividad específica no se comprende claramente. En este trabajo, se probaron cinco PHs obtenidos por hidrólisis enzimática de diferentes fuentes de proteínas vegetales por su actividad de promoción de raíces en esquejes de tomate. Todos los tratamientos mejoraron tanto la longitud como el número de raíces en comparación con los controles negativos. Se destacaron firmas metabolómicas distintivas en respuesta a los tratamientos, indicando la activación de diferentes procesos moleculares en los tejidos foliares de los esquejes de tomate. Los PHs modularon diferencialmente la biosíntesis de protectores de estrés de las plantas, como alcaloides y fenilpropanoides. Además, los metabolitos involucrados en la biosíntesis de fitohormonas se vieron significativamente afectados. En este contexto, se observó una clara modulación de varios compuestos relacionados con la homeostasis de auxinas. Además, la modulación diferencial de genes, que están involucrados en la vía de señalización de las auxinas, podría sugerir aún más la actividad similar a las auxinas desencadenada por los PHs probados. Aquí proporcionamos evidencia de que los PHs pueden impactar en el nivel molecular de las plantas, afectando positivamente el desarrollo de raíces, probablemente al afectar las cascadas de señalización activadas en los tejidos foliares. La actividad bioestimulante fue sostenida por la respuesta específica de los PHs a nivel molecular, probablemente atribuible a sus orígenes botánicos heterogéneos. De hecho, nuestros hallazgos no señalaron una respuesta universal clara a los PHs, y se deben investigar los efectos específicos.