Las regiones de colinas y barrancos de loess, con un terreno complejo y fracturado, sufren una baja capacidad de producción de granos. El comportamiento de los agricultores, los principales usuarios del espacio de producción agrícola, influye significativamente en este espacio. Por lo tanto, es esencial explorar las reglas de evolución del espacio de producción agrícola bajo la influencia del comportamiento de los agricultores y revelar el mecanismo que influye en el cambio del espacio de producción agrícola, lo que facilitará la promoción de la protección ecológica y el desarrollo de alta calidad de la cuenca del río Amarillo. Basándose en imágenes de teledetección de seis etapas de la cuenca del río Yanhe desde 1995 hasta 2018, este estudio utilizó un índice dinámico de uso del suelo, una matriz de transferencia y un índice de patrón paisajístico para analizar la evolución del patrón espacial de la producción agrícola en la cuenca del río Yanhe. Además, se aplicó el modelo de detector geográfico para analizar cuantitativamente los factores que influyen en la evolución del patrón espacial de la producción agrícola. Los resultados demostraron lo siguiente: (1) Desde 1995 hasta 2018, el área total de tierras cultivadas en la cuenca del río Yanhe disminuyó en 927.02 km2, con un grado de cambio del 21.07%. La estructura espacial de la producción agrícola cambió, trasladando principalmente las tierras cultivadas a bosques y pastizales. (2) La forma espacial de la producción agrícola ha cambiado de fragmentación a regularidad, y la complejidad del espacio de producción muestra una tendencia de primero aumentar y luego disminuir. (3) La evolución del patrón espacial de la producción agrícola fue afectada por múltiples factores del comportamiento de los agricultores, donde existieron efectos de mejora interactiva significativos. Específicamente, la entrada de mano de obra fue el factor dominante que afectó la escala general del espacio de producción, con un valor de influencia de 0.202; la entrada de fertilización y la transferencia de tierras cultivadas fueron los factores clave que afectaron la distribución espacial de la producción, con valores de influencia de 0.264 y 0.242, respectivamente; el nivel de ingresos y la interacción social fueron los factores base que afectaron la forma espacial de la producción, con valores de influencia de 0.558 y 0.438, respectivamente. Los resultados de la investigación proporcionan apoyo científico para la mejora de la calidad de la producción agrícola y el mecanismo de evolución espacial de la producción agrícola en la cuenca del río Yanhe.