Objetivou-se com este trabalho avaliar os efeitos do 2,4-D sobre o crescimento das plantas, a produção de massa seca e verde e a produtividade de grãos do milheto. O experimento foi realizado no período de março a junho de 2006, em Rio Verde-GO, em um Latossolo Vermelho eutroférrico. O milheto (cultivar ADR 500) foi semeado manualmente em área cultivada sob sistema de plantio direto, em espaçamento de 0,45 m, distribuindo-se 12 sementes por metro. Utilizou-se o delineamento de blocos casualizados, em esquema fatorial 4 x 4, sendo avaliadas quatro doses de 2,4-D (0, 335, 670 e 1.005 g ha-1) aplicadas em quatro épocas [10 dias após a emergência das plantas de milheto (DAE) (3 folhas); 20 DAE (5 a 6 folhas expandidas); 30 DAE (início de emissão da inflorescência); e 40 DAE (florescimento pleno)]. Para evitar a interferência das plantas daninhas na cultura, esta foi capinada manualmente, sempre que necessário. Não se observou nenhum sinal de intoxicação das plantas de milheto pelo 2,4-D aos 15 dias após a aplicação, independentemente da dose ou época de aplicação do herbicida. Todavia, as maiores doses de 2,4-D, em qualquer época de aplicação, provocaram menor acúmulo de massa verde e seca das plantas de milheto, quando se avaliaram os resultados no ponto de rolagem da cultura. O 2,4-D, independentemente da dose utilizada ou época de aplicação, não influenciou a produtividade de grãos do milheto.This study was carried out to evaluate herbicide 2,4-D effects on plant growth, production of dry and green matter and grain productivity. The experiment was carried out from March to June 2006, in Rio Verde,GO in soil classified as Eutroferric Red Latosol. Pennisetum americanum (cultivar ADR 500) was manually sowed in area under no-till system. A space of 0.45 m was used, with 12 seeds being sown per meter. The experiment was arranged in a randomized block design, in a 4 x 4 factorial scheme, with four 2,4-D rates (0. 335, 670 and 1,005 g ha-1) applied 10 days after emergence [DAE] (3 leaves), 20 DAE (5 to 6 expanded leaves), 30 DAE (beginning of inflorescence emission) and 40 DAE (flowerage). Weeding was manually performed when necessary to eliminate weed interference effects. At 15 days after application, phytotoxicity symptoms were not detected in the plants, at any rate or plant stage. Green and dry matter of the plants decreased at roller point with herbicide rate increase; 2,4-D application did not influence grain production, regardless of dose amount used or application time .