Os programas de melhoramento de sorgo têm buscado cultivares que resultem em combinações híbridas de alto rendimento de grãos, altura de plantas ideal para colheita mecanizada, e precocidade. Para tal, é importante conhecer a diversidade, o comportamento per se das linhagens e o desempenho dos híbridos resultantes dos seus cruzamentos, para a escolha de melhores genitores. Diante do exposto, o presente trabalho teve por objetivo estimar a heterose e heterobeltiose de híbridos F 1 e a depressão endogâmica de híbridos F 2, para identificação daqueles que apresentem resultados promissores para lançamento. Os experimentos foram conduzidos nas safras de 2014/2015 e 2015/2016 na estação experimental da Embrapa Milho e Sorgo, em Sete Lagoas - MG. Foram utilizados 25 híbridos de sorgo granífero, sendo 11 em fase experimental e quatro comerciais (BRS330, BRS332, BRS373 e BRS380), desenvolvidos pela Embrapa Milho e Sorgo, além de outros dez híbridos comerciais de outras empresas, que foram utilizados como testemunhas. Como genitores dos híbridos da Embrapa foram utilizadas 17 linhagens, sendo dez linhagens A (macho estéril) e sete linhagens R (restauradoras). As parcelas experimentais foram compostas por quatro linhas de cinco metros, com espaçamento de 0,5m entre linhas, em que as duas fileiras centrais foram consideradas como área útil. Foram avaliadas as características: florescimento (FLOR), altura de plantas (AP), produtividade de grãos (PROD) e massa de mil grãos (M1000). A análise de variância conjunta foi procedida no programa Genes, e decomposta nos contrastes: Híbridos F 1 vs Testemunhas, Híbridos F 1 vs Pais e Híbridos F 1 vs Híbridos F 2 . Foram gerados boxplots para observação da amplitude das características, gráfico para estudo de correlações, cálculos de heterose, heterobeltiose e depressão endogâmica, e dendrograma para estudo da diversidade genética entre as linhagens com o programa R 3.6.2. Os híbridos 1167048, 1099044, 1170017 e 1169054 se destacaram para heterose em FLOR, com redução de até cinco dias no ciclo, em relação aos seus pais. O híbrido 1170017 apresentou a maior produtividade de grãos (6,23 t.ha -1 ), 50,42% de heterose e 43,55% de heterobeltiose. O híbrido 1167048 também se destacou com heterose acima de 60% para PROD, o que significou 2 t.ha -1 a mais do que a média de seus genitores. De maneira geral, foi notada baixa diversidade entre as linhagens. No entanto, os híbridos com melhores produtividades e alta heterose foram aqueles de maiores distâncias entre genitorese com melhores desempenhos per se. As linhagens L-01, L-06 e L-07 resultaram nos híbridos com as maiores produtividades de grãos. Com isso foi possível concluir que, o uso de sementes de híbridos F 1 é muito mais atrativo para o produtor, visto a acentuada depressão endogâmica que ocorre nos híbridos F 2, com redução de até 40% na produtividade de grãos. Além disso, exploração da variabilidade genética e manifestação da heterose e heterobeltiose nos híbridos F 1 torna seu uso mais vantajoso do que somente o das linhagens, mesmo aquelas com bom desempenho per se. Palavras-chave: Heterobeltiose. Sorghum bicolor. Melhoramento genético.Sorghum breeding programs aim to improve cultivars with high grain yield, ideal plant height for mechanical harvesting, and earliness. The study of the germplasm diversity, the performance per se of the lines and its hybrid combinations are important to select the best parents, and to achieve genetic gains. The present study aimed to estimate heterosis and heterobeltiosis of F 1 and F 2 sorghum hybrids. Twenty-five grain sorghum hybrids were grown, being 11 in the experimental phase and four commercial (BRS330, BRS332, BRS373 and BRS380), developed by Embrapa Maize and Sorghum, in addition to ten commercial hybrids from other private companies, which were used as checks cultivars. As parental of the Embrapa hybrids 17 lines were used, being ten A lines (male sterile) and seven R lines (restorer). The experimental plots were four rows, 5 m long, with 0.5 m row spacing, in which the two central rows were considered as useful area. The evaluated traits were: flowering (FLOR), plant height (AP), grain yield (PROD) and thousand grain weight (M1000). The joint variance analysis was carried out using Genes program, which was decomposed into contrasts: F 1 hybrids vs check cultivars, F 1 hybrids vs parental lines and F 1 hybrids vs F 2 hybrids. Boxplots were generated to observe the amplitude of the characteristics, graph to study correlations, calculations of heterosis, heterobeltiosis and inbreeding depression, and dendrogram to study genetic diversity between lines with the R 3.6.2 program. The hybrids 1167048, 1099044, 1170017 and 1169054 were the ones that stood out for heterosis in FLOR, with a reduction of up to five days in their cycles, in relation to their parents. The hybrid 1170017 showed the highest grain yield (6.23 t.ha -1 ), 50.42% heterosis and 43.55% heterobeltiosis. The hybrid 1167048 also stood out with heterosis above 60% for PROD, which meant 2 t.ha -1 more than the average of its parents. In general, low diversity between lines was noted in the dendrogram, even some lines A and R, which tend to be more genetically distant, presented themselves within the same group. However, it was noted that the hybrids with the best yield and high heterosis were those in which the parents showed the best performances per se. The lines L-01, L-06 and L-07 resulted in hybrids with the highest grain yields. The use of F 1 hybrid seeds is much more interesting for growers, considering the significant inbreeding depression that occurs in the F 2 hybrids, with a reduction of up to 40% in their grain productivity. In addition, exploration of genetic variability and heterosis and heterobeltiosis in hybrids makes its use more advantageous than only that of lines, even those with good performance per se. Keywords: Heterobeltiosis. Sorghum bicolor. Genetic Breeding.