Six popcorn varieties were crossed in a diallel mating scheme to obtain 15 F1 hybrids, with the purpose of analyzing the estimates of heterotic parametrization for agronomically important traits. The genitors and hybrids were evaluated in randomized block design with three replications in Viçosa and Visconde do Rio Branco, in Minas Gerais State, Brazil, in three growing seasons. Six traits were evaluated, including grain yield and popping expansion. There were highly significant effects for treatments, varieties and mean heterosis for plant and ear heights, and for the others traits the significance extended to all sources of variation. Amarela and Viçosa revealed superiority for grain yield in relation to performance per se, while Rosa Claro expressed the highest effect of varietal heterosis. The best combinations for grain yield were Roxa x Viçosa, Amarela x Rosa Claro, Rosa Claro x Beija-Flor and Branca x Beija-Flor. For popping expansion, there were positive and negative values for specific heterosis in all growing seasons evaluated, ratifying the influence of bidirectional dominance on this trait. Simultaneous genetic gains for grain yield and popping expansion may be obtained by using Viçosa in intrapopulational programs, while Amarela and Rosa Claro are recommended for using in interpopulational breeding.Seis variedades de milho pipoca foram cruzadas em esquema dialélico para obtenção de 15 híbridos F1, visando à análise das estimativas da parametrização heterótica para características de interesse agronômico. Os genitores e os híbridos foram avaliados em delineamento em blocos ao acaso, com três repetições, em Viçosa e Visconde do Rio Branco, Estado de Minas Gerais, Brasil, em três épocas de plantio. Foram avaliadas seis características, incluindo rendimento de grãos e capacidade de expansão. Houve efeitos altamente significativos para tratamentos, variedades e heterose média para altura de plantas e de espigas, enquanto as demais características expressaram efeitos significativos para todas as fontes de variação. Amarela e Viçosa revelaram-se superiores para rendimento de grãos quanto ao comportamento per se, enquanto Rosa Claro expressou o maior efeito de heterose varietal. As melhores combinações para rendimento de grãos foram Roxa x Viçosa, Amarela x Rosa Claro, Rosa Claro x Beija-Flor e Branca x Beija-Flor. Para capacidade de expansão houve valores positivos e negativos para efeitos de heterose específica em todos os ambientes avaliados, ratificando a influência da dominância bidirecional na expressão da característica. Ganhos simultâneos para rendimento de grãos e capacidade de expansão poderão ser obtidos com a utilização de Viçosa em programas intrapopulacionais, enquanto Amarela e Rosa Claro são recomendadas para seleção recorrente recíproca.