Produksi padi dan jagung dapat ditingkatkan melalui optimalisasi lahan dengan pola tumpangsari. Tidak optimalnya produktivitas padi dan jagung dalam pola tanam tumpangsari mungkin disebabkan oleh kombinasi varietas yang kurang tepat. Tujuan penelitian ini adalah mengidentifikasi kombinasi varietas padi dan varietas jagung yang tepat dalam pola tanam tumpangsari, untuk memperoleh produktivitas yang tinggi. Penelitian dilakukan di Desa Durian, Kecamatan Gentuma Raya, Gorontalo, pada MT 2018/2019, menggunakan rancangan acak kelompok factorial, empat ulangan. Faktor pertama adalah varietas padi, yaitu P1 (Inpago-11), P2 (Inpari-42), P3 (Ponelo), dan P4 (Situbagendit). Faktor kedua adalah varietas jagung, yaitu J1 (Bima-20), J2 (NK-22), J3 (HJ-21) dan J4 ((JH-27), ditambah perlakuan padi monokultur dan perlakuan jagung monokultur. Ukuran petak 12,5 m x 12,5 m. Hasil penelitian menunjukkan kombinasi padi varietas Ponelo dan jagung varietas HJ-21 memberikan hasil tertinggi, masing-masing 4,17 t/ha padi dan 8,32 t/ha jagung. Nisbah kesetaraan lahan tertinggi (2,24) dihasilkan dari kombinasi perlakuan tumpangsari padi varietas Ponelo dengan jagung varietas HJ-21. Padi varietas Ponelo adalah varietas local setempat, sehingga diharapkan mudah untuk diadopsi oleh petani.