La selección de cultivares y la fertilización con nitrógeno (N) son factores clave de manejo para mejorar el rendimiento de la papa. El objetivo del presente estudio fue evaluar los determinantes ecofisiológicos de la biomasa y el rendimiento de tubérculos en genotipos de papa en respuesta a la disponibilidad de N en condiciones de campo. Los experimentos 1 y 2 se llevaron a cabo en un suelo volcánico del sur de Chile durante la temporada 2021-2022. Los tratamientos se aplicaron en la combinación factorial de (i) quince genotipos de papas y (ii) tres tasas de fertilización con N (0, 200 y 400 kg N ha, 0 N, 200 N y 400 N, respectivamente). Se observó una amplia gama en la biomasa total en materia seca (5.9-22.1 Mg DM ha) y el rendimiento de tubérculos (5.1-18.3 Mg DM ha) en los experimentos. En ambos experimentos, la biomasa total y el rendimiento de tubérculos fueron afectados por la tasa de N ( < 0.05) y el genotipo ( < 0.01), pero no por su interacción ( > 0.05). El rendimiento de materia seca de tubérculos estuvo fuertemente relacionado (R = 0.94, < 0.01) con la biomasa total y débilmente relacionado con el índice de cosecha (HI). En ambos experimentos, la biomasa total fue explicada por la eficiencia en el uso de radiación (RUE) (R = 0.69-0.75, < 0.01). El análisis de componentes principales mostró que el rendimiento de tubérculos, la biomasa y la RUE estaban relacionados. El análisis de Finlay y Wilkinson reveló que diferentes cultivares variaban significativamente ( < 0.001) en su sensibilidad a la disponibilidad de N. A través de los ambientes (3 tasas de N x 2 experimentos), los cultivares más receptivos a la disponibilidad de N fueron Pukara, Rodeo, Asterix y Patagonia. Esta información será útil para los sistemas de producción de papa destinados a mejorar el rendimiento de tubérculos y la eficiencia en el uso de N.