Las aglomeraciones urbanas en la cuenca del río Amarillo son portadoras importantes para el desarrollo de alta calidad de China. Es una tendencia inevitable promover el desarrollo sostenible y el bienestar de las personas en las aglomeraciones urbanas de la cuenca del río Amarillo. Se presenta un estudio de caso de 70 ciudades de siete aglomeraciones urbanas en la cuenca del río Amarillo desde 2011 hasta 2017. Se adopta el modelo de medida de eficiencia de red super-eficiente basada en desechos (Super-NSBM) en dos etapas, considerando salidas indeseables, para medir el rendimiento del bienestar ecológico (EWP), y se utiliza el método de análisis de correlación espacial para analizar las características de evolución espaciotemporal del EWP. Los resultados muestran que el EWP promedio de las siete aglomeraciones urbanas en la cuenca del río Amarillo fue inferior a 1, mostrando una tendencia de primero aumentar y luego disminuir lentamente. El EWP promedio presenta el patrón de distribución más alto en los tramos medios, seguido de los tramos superiores, y el más bajo en los tramos inferiores de la cuenca del río Amarillo, respectivamente. La eficiencia económica ecológica promedio en la primera etapa de las aglomeraciones urbanas de la cuenca del río Amarillo fue mayor que la eficiencia de bienestar económico promedio en la segunda etapa. El EWP promedio en la cuenca del río Amarillo muestra heterogeneidad espacial local durante el período de estudio. Se proponen medidas políticas para promover la mejora del EWP de las aglomeraciones urbanas en la cuenca del río Amarillo. Este estudio puede proporcionar referencia para la formulación de políticas de desarrollo verde de alta calidad y construcción sostenible de aglomeraciones urbanas en la cuenca del río Amarillo.