La contaminación del suelo causada por el gasóleo y los metales pesados se ha convertido en un problema ambiental cada vez más grave, con impactos negativos a escala global. La remediación del suelo contaminado requiere atención especial, en la que la fitoremediación ha surgido como una solución ecológica. Sin embargo, la respuesta de las plantas al estrés combinado del gasóleo y los metales pesados sigue siendo en gran medida desconocida. En este estudio, el objetivo fue investigar el potencial de la fitoremediación examinando su respuesta al estrés combinado del gasóleo y los metales pesados. En un experimento en invernadero utilizando suelo contaminado con 15 mg kg de gasóleo y diferentes concentraciones de Sr (0, 10 o 100 mg kg), estudiamos los cambios fisiológicos y bioquímicos, así como la absorción de Sr. Los resultados mostraron que a altas concentraciones de Sr y gasóleo, el crecimiento de ambas especies se inhibió sustancialmente, pero una de ellas mostró mayor resistencia debido a sus mayores actividades de enzimas antioxidantes y al aumento de la acumulación de azúcares solubles y prolina. Además, el Sr se concentró en el tallo, mientras que se acumuló en la hoja, exacerbando sus efectos negativos. Los tratamientos con gasóleo fueron beneficiosos para la extracción de Sr debido a la tolerancia cruzada. Nuestros hallazgos indican que una de las especies es más adecuada para la fitoremediación de la contaminación por Sr debido a su superior tolerancia al estrés combinado, y hemos identificado biomarcadores potenciales para el monitoreo de la contaminación. Por lo tanto, este estudio proporciona una base teórica y una estrategia de implementación para la remediación del suelo contaminado por metales pesados y gasóleo.