Entender el vínculo entre la precipitación extrema y los cambios en el escurrimiento y la producción de sedimentos es de gran importancia para la respuesta a desastres por inundaciones regionales y la toma de decisiones sobre la conservación del suelo y el agua. Este estudio investigó la distribución espacial y temporal de la precipitación extrema (caracterizada por 10 índices de precipitación extrema recomendados por el Equipo de Expertos en Detección de Cambio Climático e Índices) en la sección Toudaoguai-Longmen del medio río Amarillo desde 1960 hasta 2021 y cuantificó los efectos de la precipitación extrema en el escurrimiento y la producción de sedimentos basándose en el método de regresión de mínimos cuadrados parciales (PLSR). El índice de precipitación extrema mostró una tendencia ascendente evidente en los últimos 20 años, siendo más fuertes los aumentos en las regiones central y norte (aguas arriba) que en la región sur (aguas abajo). Sin embargo, el escurrimiento y la producción de sedimentos disminuyeron significativamente debido a la implementación de medidas de conservación de suelo y agua a gran escala en la Meseta Loess, con tasas promedio de 94.7 millones de m/a y 13.3 millones de t/a durante 1960-2021, respectivamente. Los puntos de cambio en el escurrimiento y la producción de sedimentos ocurrieron en 1979. En comparación con el período de 1960 a 1979, las reducciones en el escurrimiento y la producción de sedimentos en los años 1980-2021 fueron del 52.7% y del 70.6%, respectivamente. Además, la precipitación extrema contribuyó con el 35.3% y el 6.2% a la reducción del escurrimiento en los períodos de 1980-1999 y 2000-2021, respectivamente, y contribuyó con el 84.3% y el 40.0% a la reducción de la producción de sedimentos, respectivamente. Esto indica que otros factores (como la construcción de conservación de suelo y agua a gran escala) jugaron un papel principal en la disminución del escurrimiento y la producción de sedimentos en el área de estudio en los últimos 20 años.