La batata (Ipomoea batatas L.) se cultiva en todo el mundo como fuente de carbohidratos, y su producción comercial requiere un alto aporte de fertilizantes químicos, lo cual eleva los costos de producción. Los inoculantes microbianos, se emplean como una fuente alternativa de nutrición vegetal. El objetivo de esta investigación fue evaluar el efecto de Pseudomonas denitrificans IBVS2 y Azotobacter vinelandii IBVS13 con diferentes niveles fertilización química nitrogenada en el cultivo de batata en la microrregión del Valle del Sinú en el Caribe Colombiano. Para los montajes de los experimentos se utilizó un diseño completamente aleatorizado, ocho tratamientos y tres repeticiones usando como material vegetal plántulas obtenidas in vitro endurecidas en invernadero. Los resultados demostraron que la cepa Azotobacter vinelandii IBVS13 con un 75% de fertilización nitrogenada (FN) mejoró la capacidad de acumulación de materia seca en los tubérculos de batata, generando incrementos de 6,65 t/ha respecto al testigo químico y 3,18 t/ha en relación con el testigo absoluto, garantizando un incremento del rendimiento. Así mismo, el contenido de proteína bruta aumentó 13,93% al realizar la inoculación de las plantas con esta cepa. En el mismo sentido, la cepa Pseudomonas denitrificans IBVS2+ fertilización nitrogenada 50% presentó aumentos en la variable de fibra cruda 31,75% respecto al testigo absoluto, contribuyendo de manera eficaz como bioestimulante microbiano en la agricultura.