The objective of this study was to estimate genetic parameters for milk production and reproduction traits, with phenotypic and pedigree information from the Dairy Overo Colorado breed from southern Chile. Single and multi-trait mixed models were used to analyze the data. Analyses were performed using ASReml software. Heritability estimates for milk yield, fat yield, protein yield, fat content, protein content, age at first calving and calving interval, were 0.29, 0.34, 0.30, 0.56, 0.56, 0.01 and 0.002, respectively. Genetic correlations between yield traits were high and positive (≥ 0.81). Genetic correlations of milk yield with fat content (-0.32) and protein content (-0.30) were unfavorable. Genetic correlation estimates between age at first calving and yield traits were negative between -0.71 and -0.29. Phenotypic correlations between calving interval and milk yield traits were slightly positive (0.06-0.09), suggesting a weak relationship between reproduction and yield in this population. Genetic variation is considerable for milk production traits. Genetic improvement for age at first calving and calving interval may be slow, because small differences between animals and low reliabilities are expected for estimated breeding values for these traits due to low heritabilities. The design of an efficient breeding program for yield traits based on artificial insemination for this population is feasible using either progeny testing or genomic breeding value prediction for selecting sires.El objetivo de este estudio fue estimar parámetros genéticos paracaracterísticas de producción de leche y reproducción en la raza Overo Colorado Lechero del sur de Chile. Se utilizaron modelos de una y múltiples características para analizar los datos. Los análisis se realizaron usando el programa ASReml. Los estimados de heredabilidad para producción de leche, producción de grasa, producción de proteína, contenido de grasa, contenido de proteína, edad al primer parto e intervalo entre partos fueron 0.29 ± 0.04, 0.34 ± 0.04, 0.30 ± 0.04, 0.56 ± 0.04, 0.56 ± 0.04, 0.01 ± 0.07 y 0.002 ± 0.02, respectivamente. Las correlaciones genéticas entre las características de producción fueron altas y positivas (≥0.81). Las correlaciones genéticas de la producción de leche con el contenido de grasa (-0.32) y el contenido de proteína (-0.34) fueron desfavorables. La correlación genética entre edad al primer parto y las características de producción fueron negativas entre -0.71 and -0.29. Las correlaciones fenotípicas entre el intervalo entre partos y las características de producción de leche fueron ligeramente positivas, (0.06–0.09), lo que sugiere una relación débil entre reproducción y producción en esta población. La variación genética es significativamente mayor a cero para las características de producción de leche. El mejoramiento genético para edad al primer parto e intervalo entre partos será lento, debido a que se esperan pequeñas diferencias entre animales y bajas confiabilidades para los valores genéticos estimados, debido a que los valores de las heredabilidades son cercanos a cero. El diseño de un programa eficiente de mejoramiento genético para características de producción basado en inseminación artificial para esta población es factible usando pruebas de progenie o predicciones del valor genético aditivo usando evaluaciones genómicas para la selección de sementales.