La intensificación sostenible de la ganadería tropical requiere estrategias agronómicas que mejoren simultáneamente la productividad y la calidad nutricional del forraje. En este estudio, se evaluó el efecto de cinco niveles de fertilización nitrogenada (0, 50, 100, 150 y 200 kg N ha⁻¹) sobre el comportamiento agronómico, composición química y digestibilidad ruminal in vitro de Megathyrsus maximus. Se evaluó la producción de biomasa, composición química, así como la degradabilidad ruminal in vitro mediante el método de Tilley y Terry. La fertilización nitrogenada incrementó significativamente (p<0,001) la producción de biomasa seca total hasta 35,42% y la producción de proteína hasta 155,47%. El contenido de proteína cruda aumentó notablemente de 7,56% a 14,27% (88,75% de incremento), mientras que los componentes fibrosos disminuyeron significativamente. Se observó una fuerte correlación negativa entre proteína y Fibra Detergente Neutro FDN (r=-0.98), lo que permitió formular un modelo predictivo altamente robusto: Proteína = 76,152 – 0,936 × FDN (R² = 96,69%). La degradabilidad ruminal mostró que los niveles intermedios de fertilización (100-150 kg N ha⁻¹) optimizaron la degradabilidad potencial (66,20%), mientras que la dosis más alta (200 kg N ha⁻¹) maximizó la fracción inmediatamente soluble (24,28%) y la degradabilidad efectiva bajo condiciones de tránsito ruminal rápido. En conclusión, la fertilización nitrogenada transformó efectivamente un forraje de calidad proteica marginal en uno de alta calidad, siendo los niveles intermedios los más eficientes en término de balance productividad y calidad, y los niveles altos los más adecuados para sistemas intensivos de alta demanda nutricional.