La radiación solar que entra en un invernadero de tomates de alta densidad es interceptada principalmente por la parte superior del dosel del cultivo, mientras que el papel de las hojas inferiores disminuye con la edad, convirtiéndolas en órganos de sumidero en lugar de fuentes. En consecuencia, la defoliación de las hojas basales es una práctica agronómica ampliamente aplicada en el manejo del cultivo en invernaderos de alta densidad. Sin embargo, el reciente aumento en la aplicación de iluminación suplementaria de diodos emisores de luz (LED) para la producción de tomates de alta densidad puede afectar el papel de las hojas basales, promoviendo su papel de fuente para el desarrollo y crecimiento de la fruta. La presente investigación tiene como objetivo explorar la aplicación de iluminación suplementaria de LED en cv. Siranzo en el área mediterránea durante la temporada fría en combinación con dos regímenes de defoliación basal. Los factores de defoliación consistieron en la eliminación temprana de las hojas (R) justo debajo de la truss en desarrollo antes de la etapa de cambio de la fruta y en la no eliminación (NR) durante todo el ciclo de cultivo. Los factores de iluminación consistieron en un tratamiento de iluminación artificial de LED con diodos rojos y azules durante 16 h al día (de 8 a 00 h) con una intensidad de 180 umol s m (RB) y un control cultivado solo bajo luz natural (CK). Los resultados demostraron un gran efecto de la luz LED suplementaria, que aumentó el rendimiento total (+118%), favoreciendo el cuajado de la fruta (+46%) y una maduración más rápida (+60%) independientemente de los regímenes de defoliación, aunque los precios energéticos aumentados dificultan la viabilidad económica de la tecnología. En cuanto a la calidad de la fruta, la defoliación redujo significativamente el contenido de sólidos solubles, mientras que aumentó la acidez cuando se combinó con luz natural.