El arroz es un alimento básico cultivado en todo el mundo. Mientras que las variedades de arroz blanco han sido estudiadas extensamente, hay información limitada sobre el rendimiento de los genotipos de arroz pigmentado y su tolerancia al déficit hídrico. Este estudio evaluó diecinueve genotipos de arroz negro y un cultivar blanco durante tres años bajo regímenes hídricos contrastantes: inundación tradicional y riego no inundado (NFI). Se evaluaron las interacciones genotipo-ambiente y su impacto en los rasgos agronómicos, de rendimiento y de calidad del grano. Los genotipos negros bajo NFI mostraron una reducción en la floración y la calidad del grano. El rendimiento promedio fue un 31% menor que el del cultivar blanco. Se encontraron correlaciones genéticas significativas entre el rendimiento del grano y los días hasta la antesis (DSA), el peso del grano (TGW), la arenosidad (CHA) y la translucidez (TRAN), con una alta heredabilidad en sentido amplio (H > 0.9). La mayoría de los rasgos exhibieron una alta heredabilidad (H > 0.7), lo que indica una fuerte estabilidad genética. El rendimiento del grano (GR) estuvo altamente y negativamente correlacionado con el porcentaje de esterilidad (PS) (r = -0.84) y tuvo una heredabilidad de 0.76. Las condiciones ambientales influyeron significativamente en el rendimiento, confirmando el potencial para seleccionar genotipos tolerantes al estrés hídrico. Estos hallazgos proporcionan valiosos conocimientos sobre la mejora del arroz negro y la optimización de las prácticas de gestión del agua para apoyar una producción sostenible. Hasta donde sabemos, este estudio es el primero en evaluar el rendimiento de un conjunto diverso de genotipos de arroz negro a lo largo de múltiples temporadas bajo regímenes hídricos contrastantes en un entorno mediterráneo.