Para obtener con precisión el impacto de los elementos nutricionales en el rendimiento y la calidad de la lechuga, en el presente estudio se desarrolló una fórmula de solución nutritiva adecuada para la producción hidropónica de lechuga utilizando la metodología de superficie de respuesta basada en la determinación de microelementos en tres etapas de crecimiento y teniendo en cuenta la interacción entre los elementos. Luego, la fórmula se optimizó y validó, con el objetivo de mejorar el rendimiento y la calidad de la lechuga. Los resultados mostraron que 200 hojas de lechuga sanas contenían cantidades similares de macroelementos, y no hubo diferencia significativa en el contenido unitario de microelementos entre las etapas de plántula, roseta y cosecha. Se establecieron modelos de regresión cuadráticos entre el peso fresco del brote, el valor SPAD, el contenido de azúcar soluble, el contenido de Vc y el contenido de nutrientes (R = 0.91, 0.95, 0.98 y 0.81, respectivamente). Las concentraciones óptimas de P, K, Ca y Mg obtenidas mediante la optimización multiobjetivo de los modelos de regresión cuadráticos para el peso fresco, el valor SPAD, el contenido de azúcar soluble y el contenido de Vc fueron de 2.71 mmol·L, 6.42 mmol·L, 5.58 mmol·L y 7.11 mmol·L, respectivamente. Se encontró que la fórmula de solución nutritiva (T1) era la fórmula de solución nutritiva óptima para mejorar el crecimiento y la calidad de la lechuga. En general, desarrollamos una formulación específica y dirigida de solución nutritiva para la lechuga; esta formulación no solo satisface la demanda de nutrientes de la lechuga, sino que también mejora el rendimiento y la calidad de la lechuga, brindando más opciones para la producción de lechuga en una región con altas sales y un alto pH en el agua de riego.