El calentamiento global y los patrones alterados de precipitación representan una seria amenaza para la producción de cultivos en la Llanura del Norte de China (NCP). La cuantificación de la frecuencia de eventos climáticos adversos (por ejemplo, heladas, calor y sequías) bajo climas futuros y la evaluación de cómo esos eventos climáticos extremos afectarían el rendimiento son importantes para informar de manera efectiva y tomar decisiones de adaptación basadas en la ciencia para la agricultura en un clima cambiante. En este estudio, evaluamos los efectos del estrés por calor y heladas durante etapas fenológicas sensibles en cuatro sitios representativos en la NCP utilizando el modelo APSIM-trigo. Los datos climáticos incluyeron climas históricos y futuros, siendo estos últimos informados por proyecciones de 22 Modelos Climáticos Globales (GCMs) en el Proyecto de Intercomparación de Modelos Acoplados fase 6 (CMIP6) para el período 2031-2060 (década de 2050). Nuestros resultados muestran que las proyecciones actuales del potencial de rendimiento futuro de trigo en la Llanura del Norte de China pueden estar sobreestimadas; después de tener en cuenta de manera más precisa los efectos del estrés por heladas y calor en el modelo, las proyecciones de rendimiento para 2031-60 disminuyeron del 31% al 9%. La agrupación de patrones estacionales comunes de estrés por sequía en grupos clave reveló que es probable que los ambientes de estrés por sequía moderada se alivien en el futuro, aunque la frecuencia de ambientes de estrés por sequía severa seguiría siendo similar (25%) a la que ocurre bajo el clima actual. Destacamos la importancia de tener en cuenta de manera mecanicista el estrés por temperatura en la fisiología de los cultivos, lo que permite proyecciones más sólidas de los rendimientos de los cultivos bajo la creciente crisis climática.