Na obtenção de cultivares adaptados às condições edafoclimáticas de uma determinada região ou estresse específico, é importante que as diferenças entre os cultivares estejam sob controle genético. Diante disso, objetivou-se determinar a divergência genética entre híbridos experimentais de milho (Zea mays) quanto à resistência a condições de seca. Para tal, realizou-se um ensaio em ambiente protegido no delineamento experimental em blocos casualizados, com quatro repetições, sendo os tratamentos dispostos em um arranjo fatorial 28 x 2, em que 28 híbridos experimentais de milho, oriundos do Programa de melhoramento da UFT, foram avaliados em duas condições hídricas (a 20% e a 80% da CC) utilizando metodologia adaptada do lisímetro. Decorridos 20 dias da emergência, foram avaliadas 15 características. Na análise de divergência genética, empregou-se o método de agrupamento de otimização de Tocher e o método hierárquico do vizinho mais próximo, utilizando a distância generalizada de Mahalanobis (D2) como medida de dissimilaridade e o critério de Singh para quantificar a contribuição relativa das características na divergência. As medidas de dissimilaridade genética, estimadas pela distância de Mahalanobis, apresentaram magnitudes de 1,64 a 40,54 no ambiente 20% CC, e de 1,52 a 43,46 no ambiente 80% CC, indicando a presença de variabilidade genética na população. Com isso, sugere-se a combinação dos híbridos 6 e 10 no ambiente 20% CC, e entre 1 e 17 no ambiente 80% CC para a obtenção de híbridos com maior efeito heterótico.