Se realizó una etapa exploratoria aplicando el diseño Plackett-Burman para cuatro fuentes de carbono, dos fuentes de nitrógeno, K2HPO4 y MgSO4 y una solución de micronutrientes con el fin de seleccionar los factores nutricionales más influyentes sobre el crecimiento del microorganismo. Posteriormente, se llevó a cabo un proceso de optimización aplicando el diseño Box-Behnken de los tres factores más influyentes; los resultados indicaron que la producción de biomasa (UFC/mL) fue afectada significativamente por condiciones tanto nutricionales como físicas del medio de cultivo; el máximo rendimiento obtenido fue de 1 X 109 UFC/mL, el cual se logró bajo las siguientes condiciones: 3 g/L sacarosa, 6,75 mL/L melaza, 0,77 mL/L glicerol, 14,42 mL/L hidrolizado de soya, 0,848 g/L hidrolizado de levadura, 0,25 g/L K2HPO4, 3/5 aireación y agitación a 120 rpm con un tiempo de fermentación de 26 horas.Palabras clave: Azospirillum brasilense, diseño Plackett-Burman, diseño Box-Behnken, superficie de respuesta.