Existen estudios encaminados a analizar el efecto de la fertilización mineral sobre variables dasométricas en plantaciones productivas. En su mayoría, estos analizan la respuesta de la fertilización a corto plazo. Por ello, la presente investigación estudia la respuesta de la fertilización mineral a largo plazo aplicada de forma fraccionada durante los primeros cinco años de establecida una plantación de Pinus caribaea, en el municipio Viñales, Pinar del Río, Cuba. Se investigó la respuesta al crecimiento, en diámetro y altura, a partir de un diseño de bloques al azar. Se establecieron siete tratamientos diferenciados por las dosis de NPK y regímenes de aplicación, más un tratamiento testigo sin fertilización. Se hicieron mediciones en diferentes edades a 288 árboles con seguimiento durante 41 años y se estimaron las funciones de crecimiento mediante regresión multinivel para todo el período, y en dos etapas por separado. Como promedio, en el período de 2 a 41 años, el diámetro en árboles individuales, para las aplicaciones de 600 g árbol-1 en régimen alterno, 800 g árbol-1 y 1000 g árbol-1de (NPK) fueron superiores con respecto al testigo y la altura para las aplicaciones de 800 g árbol-1 y 1000 g árbol-1 de (NPK); el tratamiento de la aplicación de una dosis única de 300 g árbol-1 de (NPK) provocó valores inferiores en diámetro y altura con respecto al testigo. El estudio en dos etapas demostró que de 33 a 41 años se logra homogeneidad en altura entre tratamientos, excepto en el de 300 g árbol-1 de (NPK) que mantiene resultados inferiores al testigo.