Las tendencias a largo plazo y la variabilidad de las variables hidrológicas son críticas para la gestión de recursos hídricos, así como para la adaptación al cambio climático. En este estudio se utilizaron tres métodos populares para explorar las tendencias y la variabilidad de las variables hidrológicas durante los últimos 122 años en el río Songhua (SHR), uno de los sistemas fluviales más importantes de China. Los resultados muestran lo siguiente: (1) Hubo un patrón obvio de oscilaciones decenales, con tres anomalías positivas y tres negativas de precipitación y caudal. Las longitudes de estas fases varían de 11 a 36 años. (2) La temperatura anual mostró una tendencia al alza estadísticamente significativa en los últimos 122 años, y la magnitud de la tendencia fue de 0.30 grados C/10 años en los últimos 50-60 años, siendo mayor que la de la temperatura superficial global. Ha aumentado mucho más rápido desde 1970. (3) La precipitación mensual en la temporada de invierno en los últimos años fue casi la misma que en períodos anteriores, pero se observó un aumento significativo en el caudal mensual debido al deshielo bajo un clima cálido. (4) Se puede determinar una correlación estadísticamente significativa entre las variables hidrológicas y los índices climáticos. Estos resultados podrían utilizarse para tomar mejores decisiones de gestión de recursos hídricos en el SHR, especialmente bajo futuros escenarios de cambio climático.