O objetivo do estudo foi avaliar a contribuição da inoculação com bactérias diazotróficas, aplicadas individualmente e em mistura, em variedades comerciais de cana-de-açúcar. O experimento foi conduzido no Campo Experimental da Embrapa Agrobiologia, em Seropédica-RJ, Brasil. O delineamento experimental foi em blocos casualizados, com parcelas subdivididas e com seis repetições. Foram utilizadas seis variedades de cana-de-açúcar e seis tratamentos: controle absoluto, controle nitrogenado, inoculação individual das estipes: BR 11512, BR 11724 e BR 11411; além de inoculação com um coquetel composto por cinco estirpes de bactérias diazotróficas. Foi observada diferença entre variedades, entre tratamentos e uma interação entre tratamentos e variedades. Para todos os parâmetros avaliados não foi observado resposta nas variedades de cana-de-açúcar RB855536 e RB92606. Na variedade RB918639, houve apenas diferença no acúmulo de biomassa verde. Não foi observada nenhuma diferença entre tratamentos no acúmulo de nitrogênio total do ponteiro. A variedade mais responsiva à inoculação foi a RB867515, diferenciando no acúmulo de biomassa seca e fresca. Este estudo mostrou que a inoculação promove o acúmulo de biomassa, sendo a contribuição diferente entre variedades e estirpes de bactérias, sugerindo uma interação entre os fatores estudados. A variedade RB867515 é promissora para os estudos de inoculação com bactérias diazotróficas.