Para aclarar los efectos de la densidad de siembra (PD) y la aplicación de potasio (K) en la síntesis de lignina de los tallos de lino oleaginoso y su relación con la resistencia al vuelco, se realizó un experimento de campo de dos años en las temporadas de crecimiento de 2020 y 2021. Las densidades de siembra fueron 600 granos·m (D1), 750 granos·m (D2) y 900 granos·m (D3); los niveles de aplicación de potasio fueron 0 kg K·hm (K0), 60 kg K·hm (K1) y 90 kg K·hm (K2). Luego, se estudiaron los efectos de PD y K en los rasgos agronómicos del tallo, la síntesis de lignina, la resistencia al vuelco y el rendimiento de grano (GY) del lino oleaginoso. Los resultados muestran que D3 aumentó la altura de la planta de lino oleaginoso y el peso fresco del tallo, y K1 elevó la altura del centro de gravedad. Las actividades enzimáticas de fenilalanina aminoliasa (PAL), cinamilo alcohol deshidrogenasa (CAD) y peroxidasa (POD) aumentaron con el aumento de la densidad de siembra, donde K1 promovió e K2 inhibió las enzimas metabólicas de la lignina, respectivamente. La lignina y la celulosa estuvieron significativamente correlacionadas positivamente con PAL. La combinación de K con el tratamiento D2 aumentó el contenido de lignina y celulosa en los tallos de lino oleaginoso en las etapas de grano y madurez, y el efecto de K1 en el metabolismo de la lignina y la resistencia al vuelco fue mejor que el de K2. El aumento en el GY estuvo significativamente correlacionado con el número de cápsulas efectivas de lino oleaginoso por planta y el índice de resistencia al vuelco, que fueron directamente afectados por la aplicación de K. En conclusión, bajo las mismas condiciones ecológicas que el experimento, la estrategia de manejo en campo de PD media (750 granos·m) y baja K (60 kg K·hm) fue la mejor para mejorar la resistencia al vuelco y la formación de GY del lino oleaginoso.