El trigo durum (DW) es uno de los cultivos principales que se cultivan en la zona mediterránea, una región vulnerable al clima donde el aumento de la temperatura diurna/nocturna (d/n) está amenazando gravemente la estabilidad del rendimiento del DW. Para mejorar la tolerancia al calor del DW, la introgressión de segmentos cromosómicos derivados del pool genético silvestre es una estrategia prometedora. Aquí, se evaluaron cuatro líneas recombinantes casi isogénicas (NIRLs) de DW spp. por su respuesta fisiológica y rendimiento productivo después de haber aplicado un estrés térmico intenso (IH, 37/27 grados C d/n) durante 3 días en la antésis. Las NIRLs incluían dos tipos primarios (R5, R112), portadores (+) de un segmento 7el1L de diferente tamaño en el brazo 7AL del DW, y dos tipos secundarios correspondientes (R69-9/R5, R69-9/R112), que poseían un segmento 7EL insertado distalmente en los 7el1L. Su respuesta al estrés IH se comparó con la de las líneas hermanas no portadoras (-) y la cv. Margherita, tolerante al calor. En general, las NIRLs R112+, R69-9/R5+ y R69-9/R112+ exhibieron un comportamiento tolerante hacia el estrés aplicado, destacándose por el mantenimiento del contenido relativo de agua en las hojas, así como por la acumulación de prolina y azúcares solubles en la hoja bandera y la preservación de la eficiencia fotosintética. Como resultado, las tres NIRLs mencionadas (R112+ > R69-9/R5+ > R69-9/R112+) mostraron buena estabilidad de rendimiento bajo el IH, también en comparación con la cv. Margherita. R112+ se basó particularmente en la fortaleza de los rasgos de fertilidad de espiga/número de granos, mientras que R69-9/R5+ se benefició de una compensación eficiente por el aumento del peso de los granos. Este trabajo confirmó en gran medida y sustentó aún más el valor de explotar el germoplasma silvestre de especies como una fuente útil para la mejora de la tolerancia del DW incluso a condiciones de estrés abiótico extremo, como el severo tratamiento térmico aplicado aquí durante el día y la noche.