El Valle de Tehuacán, en el estado de Puebla, México, es reconocido como centro de domesticación y diversidad de varias especies cultivadas, entre ellas el maíz (Zea mays L.); sin embargo, sólo un trabajo ha reportado el potencial elotero de las poblaciones locales de maíz de esa región y no hay estudios sobre el patrón varietal y su rendimiento de grano. El objetivo de este estudio fue identificar el patrón varietal de poblaciones locales del Valle de Tehuacán, para seleccionar las sobresalientes en rendimiento de grano y formar la base genética para un proceso de mejoramiento genético local. En el ciclo PV 2009 se ensayaron, bajo riego, 95 poblaciones locales de maíz, tres testigos raciales y dos testigos comerciales (híbridos), mediante el diseño látice simple 10 × 10, en tres localidades con suelos que presentan valores altos de pH y bajos niveles nutrimentales. Las variables registradas fueron rendimiento de grano, variables fenológicas, agronómicas y características de grano, mazorca y olote, a las cuales se les aplicó un análisis estadístico combinado. Las poblaciones locales de maíz mostraron mejor adaptación que los testigos. El patrón varietal del Valle de Tehuacán estuvo conformado con maíces de grano blanco (60 %), azul (35.8 %) y rojo (4.2 %). El 95 % de las poblaciones locales fueron precoces, con 82 a 96 días a floración femenina (DFF), un testigo comercial se ubicó en el estrato ultraprecoz (menos de 82 DFF) y otro en el precoz. Los maíces precoces rindieron más que los ultraprecoces y existieron diferencias estadísticas entre poblaciones en 85 % de las variables. Las poblaciones locales superaron ampliamente en rendimiento de grano a los testigos comerciales. En éstas, mediante la aplicación de dos modelos, se seleccionaron las 10 mejores con base en su rendimiento promedio y menor interacción con el ambiente. El patrón varietal de las poblaciones locales de maíz del Valle de Tehuacán está integrado por poblaciones precoces de grano blanco, azul y rojo, en las que se definió su base genética para un proceso de mejoramiento genético local.