Este estudio tuvo como objetivo evaluar los efectos de diferentes niveles de vitamina D (VD) en la dieta sobre el crecimiento y el rendimiento de la canal, las características de la tibia, la calidad de la carne y la morfología intestinal de los pollos de engorde de plumas amarillas. Pollos de un día de edad (n = 1440) fueron asignados a cuatro grupos de tratamiento con seis réplicas por grupo, y cada réplica contenía 60 pollitos. La VD en la dieta mejoró significativamente el rendimiento de crecimiento y las características de la canal de los pollos, y solo la suplementación con VD en baja dosis disminuyó el porcentaje de grasa abdominal. La suplementación con VD en alta dosis mejoró la morfología intestinal en la etapa de engorde, mientras que el valor b* del color de la carne del músculo pectoral disminuyó notablemente bajo la suplementación con VD (< 0.05). Los niveles de Ca y P en suero y la composición de la tibia se correlacionaron positivamente con la suplementación de VD en la dieta en la etapa temprana de crecimiento. El peso, la longitud y el contenido de cenizas de la tibia aumentaron linealmente con el aumento de la VD en la dieta, alcanzando valores máximos en el grupo de alta dosis en las tres etapas. La secuenciación de 16S rRNA intestinal y el análisis del transcriptoma hepático mostraron que la VD en la dieta podría representar un tratamiento efectivo en la producción avícola al regular el metabolismo relacionado con lípidos e inmunidad en el eje intestino-hígado, lo que promueve el metabolismo a través de la absorción de calcio y fósforo en el intestino y mejora su inmunidad humoral protectora y reduce la mortalidad por infecciones. La VD en la dieta afectó positivamente el crecimiento, la inmunidad y el desarrollo óseo de los pollos durante la etapa temprana, sugiriendo estrategias para optimizar la alimentación avícola.