O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência da irrigação e o efeito do déficit hídrico sobre o rendimento de grãos e o acúmulo de matéria seca da parte aérea de uma cultura de milho. O experimento foi conduzido na Universidade Federal do Rio Grande do Sul, em Eldorado do Sul, RS, durante quatro anos agrícolas, de 1993/94 a 1996/97. Utilizando um delineamento experimental em faixas com aspersores em linha, foram aplicados cinco níveis de irrigação, da capacidade de campo à ausência de irrigação. Os rendimentos de grãos foram crescentes com aumentos no nível de irrigação até 80% da dose necessária para a capacidade de campo; a máxima eficiência da irrigação foi obtida entre 60 e 80% e esteve associada a déficits hídricos durante o período crítico da cultura, alcançando 40 kg ha-1 mm-1. Por outro lado, a maior eficiência da irrigação para produção de matéria seca da parte aérea foi obtida com déficits hídricos prolongados durante o período de crescimento exponencial da cultura. Reduções no rendimento de grãos, causadas por déficit hídrico, estiveram relacionadas com a redução do número de grãos por espiga e por metro quadrado, já que o peso médio de grãos não foi afetado.