La presencia de superficies impermeables en las cuencas interfiere con el proceso natural de infiltración, lo que tiene una marcada influencia en el ciclo hidrológico, afectando el caudal base en los ríos y aumentando el escurrimiento superficial y la magnitud de los flujos de inundación. Al igual que muchas ciudades de América Latina, Loja (ubicada en el sur de Ecuador) ha experimentado tasas significativas de crecimiento urbano en los últimos años, aumentando las superficies impermeables en la cuenca a la que pertenece. El objetivo de este estudio es analizar la dinámica espaciotemporal de la impermeabilidad en el área de estudio para el período 1989-2020, utilizando el Índice de Superficie Impermeable de Diferencia Normalizada (NDISI) y la clasificación supervisada de imágenes de Landsat. El efecto en los flujos de inundación se estudió para cada intervalo de tiempo utilizando el modelo hidrológico HEC-HMS. Además, se generó un escenario futuro de superficies impermeables considerando la variabilidad espaciotemporal observada, posibles variables explicativas y modelos de regresión logística. Entre 1989 y 2020, hubo un aumento del 144.12% en superficies impermeables, lo que corresponde al crecimiento poblacional del 282.56% que ocurrió en el mismo período. El período entre 2001 y 2013 fue el que presentó el aumento más significativo (1.06 km2/año). Se observó una relación directa entre el aumento de superficies impermeables y el aumento de los flujos de inundación, alcanzando una variación significativa hacia el año horizonte que podría afectar a la población, por lo que son necesarias medidas para gestionar el escurrimiento superficial.