La dopamina (DA), un tipo de neurotransmisor en los animales, ha demostrado tener una influencia positiva en las plantas durante el estrés abiótico. En el presente estudio, se reveló la función de la DA en las plantas bajo estrés por cadmio (Cd). El amarillamiento de las hojas de lenteja de agua bajo estrés por Cd podría aliviarse con un suplemento exógeno de DA (10/20/50/100/200 M), siendo 50 M la concentración óptima para resistir el estrés por Cd al reducir la rotura de raíces, restaurar la fotosíntesis y el contenido de clorofila. Además, el tratamiento con DA durante 24 horas aumentó el contenido de Cd en 1.3 veces en la lenteja de agua bajo estrés por Cd al promover la entrada de Cd. Además, el estudio de los cambios en la expresión génica mostró que los genes relacionados con la fotosíntesis fueron regulados al alza por la adición de DA bajo estrés por Cd. Adicionalmente, también se investigaron los mecanismos de desintoxicación y acumulación de Cd inducidos por DA; algunos genes críticos, como el transportador de hierro vacuolar 1 (VIT1), la proteína asociada a la resistencia a múltiples fármacos (MRP) y Rubisco, fueron significativamente regulados al alza con la adición de DA bajo estrés por Cd. Se observó un aumento en el contenido de Ca intracelular y una disminución en la efusión de Ca inducida por DA bajo estrés por Cd, así como una sincronía con los cambios en la expresión del canal iónico activado por nucleótidos cíclicos 2 (CNGC2), prediciendo que, en las plantas, CNGC2 puede ser un objetivo ascendente para la acción de DA y desencadenar el cambio de la señal de Ca intracelular. Nuestros resultados demuestran que la suplementación con DA puede mejorar la resistencia al Cd al aumentar la fotosíntesis de la lenteja de agua, cambiar la señalización de Ca intracelular y mejorar la desintoxicación y acumulación de Cd. Curiosamente, encontramos que la exposición al Cd redujo el contenido endógeno de DA, lo que es el resultado de un bloqueo de la vía del ácido shikímico y una disminución en la expresión del gen de la tirosina aminotransferasa (TAT). La función de la DA en el estrés por Cd ofrece una nueva perspectiva sobre la aplicación y el estudio de la DA para la fitoremediación de Cd en sistemas acuáticos.