El dipéptido de metionina (Met-Met) podría mejorar la síntesis de proteínas en la leche en células epiteliales mamarias bovinas y en ratones lactantes, mientras que los efectos de Met-Met sobre el rendimiento de la lactancia, la fermentación del rumen y el perfil de microbiota en vacas lecheras lactantes no han sido explorados. Por esta razón, 60 vacas Holstein lactantes chinas fueron asignadas a tres grupos de tratamiento: grupo de control (CON), grupo de 6 g/d de dipéptido de metionina (MM) y grupo de 6.12 g/d de dipéptido de metionina protegido en el rumen (RPMM). El experimento duró 10 semanas para monitorear el rendimiento de la lactancia, el perfil de aminoácidos en plasma y los parámetros de fermentación del rumen y el perfil de microbiota. Los resultados mostraron que MM aumentó la leche corregida por energía (ECM), y RPMM aumentó tanto el rendimiento de leche como la ECM (< 0.05). La concentración y el rendimiento de proteínas en la leche fueron aumentados por MM y RPMM (< 0.05). La fermentación del rumen mostró que RPMM aumentó los ácidos grasos volátiles totales, las concentraciones de acetato y valerato (< 0.05). La abundancia relativa de , incluyendo , y , se enriqueció y el fue disminuido por RPMM (< 0.05). En resumen, la suplementación diaria con 6 g de MM o RPMM en vacas lecheras lactantes podría mejorar el rendimiento de leche y tanto el porcentaje como el rendimiento de proteínas en la leche, y RPMM benefició la fermentación del rumen y alteró la composición bacteriana. Estos resultados proporcionaron la primera evidencia de que la suplementación con Met-Met puede mejorar el rendimiento de la lactancia de las vacas lecheras.