A região semiárida brasileira caracteriza-se por apresentar baixa disponibilidade hídrica devido a persistentes períodos de seca, com isso há necessidade de melhor uso da água na irrigação das culturas. Assim, objetivou-se avaliar o efeito do déficit hidrico, imposto nas distintas fases fenológicas, sobre a produtividade de algodão em pluma, a percentagem e a qualidade das fibras das cultivares BRS 286 e BRS 336 de algodoeiro herbáceo. O delineamento experimental foi blocos casualizados em parcelas subdivididas, com os seis regimes de déficits hídricos, aplicados em diferentes fases fenológicas do algodoeiro, formando as parcelas e, as duas cultivares de algodoeiro herbáceo, as subparcelas, em 4 repetições. As variáveis analisadas foram rendimento e percentagem de algodão em pluma e algumas características tecnológicas da fibra, as quais foram Comprimento, Uniformidade, Índice de fibras curtas, Resistência, Alongamento à ruptura, Índice micronaire e Maturidade. O déficit hídrico foi mais relevante nas fases de botão, flor e maça. As fases mais tolerantes ao déficit foram crescimento inicial e capulho. As características tecnológicas das fibras como comprimento, uniformidade, índice micronaire e maturidade, inerentes a cada cultivar, se apresentaram dentro do padrão varietal requerido pela indústria têxtil. As duas cultivares mostraram bom potencial de cultivo para o semiárido, considerando as características distintas, mas a escolha é de acordo com o interesse do produtor.