Los imperativos globales exigen una reducción del consumo de agua en sistemas agrícolas homogéneos e intensivos, donde la heterogeneidad del paisaje agrícola impacta significativamente en factores antropogénicos, ecológicos y socioeconómicos. Sin embargo, el impacto de esta heterogeneidad en la huella hídrica de los cultivos (WF) sigue siendo incierto. Para abordar esto, este estudio evaluó la WF a escala de paisaje en 616 subparcelas (1 x 1 km) en un condado representativo de la Llanura del Norte de China desde 2013 hasta 2019, integrando las huellas hídricas verde (WFgreen), azul (WFblue) y gris (WFgray). Los resultados mostraron que el patrón de doble cultivo de trigo de invierno-maíz de verano (WM) exhibió la mayor WFgreen, WFblue y WFgray. Durante seis años, la mayoría de las subparcelas experimentaron reducciones significativas en WFgreen, WFblue, WFgray y WF. A escala de paisaje, se evaluaron la diversificación (heterogeneidad composicional), la fragmentación y la distribución espacial (heterogeneidad configuracional) utilizando el índice de diversidad de Shannon (SHDI), la densidad de bordes (ED) y el tamaño de malla efectiva (MESH), que mostraron variaciones promedio de 0.07, -3.16 m ha-1 y -5.86 m2, respectivamente. Para los parches de WM, se utilizaron el porcentaje de paisaje (PLAND) y MESH para evaluar la diversificación y la distribución espacial, resultando en reducciones de 1.14% y 2.32 m2, respectivamente. El análisis de regresión y el modelado de ecuaciones estructurales iluminaron aún más las conexiones entre el patrón del paisaje y la WF, enfatizando el papel significativo de MESH en la reducción de WFblue e influyendo en la diversidad de cultivos (p < 0.001). Por lo tanto, la distribución espacial, ya sea directamente o a través de la mediación de la diversificación, demostró un impacto general más sustancial en la WF. En consecuencia, la investigación futura debería priorizar la investigación sobre cómo la distribución espacial influye en la elección de cultivos y la gestión agronómica para determinar los patrones de cultivo óptimos y el tamaño de campo que logren un equilibrio entre la producción de cultivos y la huella hídrica. Este estudio ofrece orientación teórica y una base científica para rediseñar los paisajes agrícolas y fortalecer la sostenibilidad del agua en sistemas agrícolas intensivos.