Las condiciones de sequía impactan a las plantas a niveles morfológicos, fisiológicos y moleculares. La tolerancia de las plantas a las condiciones de sequía se asocia frecuentemente con el mantenimiento de la estabilidad del proteoma, lo que resalta la importancia del análisis proteómico para entender los mecanismos subyacentes a la resiliencia de las plantas. Aquí, realizamos un análisis proteómico y peptidómico de trigo de primavera (L.) bajo condiciones de estrés por sequía. Utilizando etiquetas isobáricas para cuantificación relativa y absoluta (iTRAQ), identificamos 497 y 157 grupos de proteínas diferencialmente abundantes (DAP) en hojas y raíces, respectivamente. Los grupos de DAP regulados al alza en las hojas estaban principalmente involucrados en respuestas al estrés, como el estrés oxidativo y la respuesta al calor, mientras que los de las raíces estaban asociados con respuestas a la privación de agua y procesos metabólicos de compuestos de azufre. El análisis del peptidoma extracelular de las raíces reveló 2294 péptidos nativos, incluidos miembros de familias de péptidos secretados pequeños (SSP). En los peptidomas de plantas inducidas por estrés, identificamos 16 SSP así como péptidos derivados de proteínas involucradas en el catabolismo de la pared celular, la señalización intercelular y la respuesta al estrés. Estos péptidos representan candidatos potenciales como reguladores de las respuestas a la sequía. Nuestros resultados nos ayudan a entender los mecanismos de adaptación y desarrollar nuevas tecnologías agrícolas para aumentar la productividad.