Una fábrica de plantas con iluminación artificial (PFAL) generalmente utiliza iluminación superior para el cultivo. Sin embargo, la luz de la parte superior del dosel no puede penetrar todo el dosel de lechuga, lo que resulta en una luz espacial vertical desigual en el dosel y acelera la senescencia tanto de las hojas inferiores como de las laterales del dosel de la planta. Por lo tanto, en este estudio, se investigó el rendimiento de la lechuga en hidroponía con iluminación lateral suplementaria con diferentes LEDs espectrales en una PFAL. Se empleó un conjunto de tratamientos de iluminación lateral a corto plazo, que incluía sin lámparas laterales (CK), rojo (R), azul (B), rojo + azul (RB) y rojo + azul + verde (RGB) (150 mol·m·s, respectivamente), durante 2 horas adicionales por día después de la iluminación superior normal durante 6 días antes de la cosecha. Los resultados mostraron que el dosel de lechuga era relativamente suelto y tenía un tamaño de corona grande bajo la iluminación lateral en comparación con CK. La iluminación lateral, independientemente de las cualidades espectrales, aumentó significativamente el peso fresco, y los tratamientos R, B, RB y RGB aumentaron el peso fresco de los brotes de las plantas de lechuga en un 34%, 19%, 31% y 34%, y aumentaron el peso fresco de la capa de hojas 2 en un 50%, 17%, 44% y 48%, respectivamente. La iluminación lateral de diferentes cualidades espectrales tuvo un impacto significativo en la calidad nutricional de la primera fila de lechuga en el borde del área iluminada por la iluminación superior. El tratamiento B promovió significativamente el contenido de clorofila de la capa de hojas 3; los contenidos de azúcares solubles de las capas de hojas 1, 2 y 3; los contenidos de almidón en las capas de hojas 2 y 3; y el contenido de fenoles en las capas de hojas 3; y redujo significativamente el contenido de nitratos en las capas de hojas 2 y 3. RGB aumentó significativamente el contenido de azúcares solubles en un 91%, y el contenido de almidón en la capa de hojas 1, así como el contenido de clorofila y flavonoides de la capa de hojas 3, mientras que R tuvo un efecto completamente opuesto. RB aumentó significativamente el contenido de clorofila de la capa de hojas 3 y el contenido de nitratos en la capa de hojas 1, pero el efecto general fue menor que el de RGB. En resumen, la iluminación lateral de cualquier tipo podría mejorar efectivamente el rendimiento de la lechuga, resolver el problema del tamaño inconsistente de las plantas de lechuga causado por el efecto de borde de la iluminación superior, y afectar la calidad nutricional de la lechuga. B y RGB tuvieron el mejor rendimiento. Hubo diversidad en la respuesta espacial de las plantas de lechuga a las cualidades espectrales de la iluminación lateral.