El interés en los compuestos fenólicos ha aumentado recientemente debido a su potencial como agentes antioxidantes. Las hojas de Moringa tienen un alto contenido de compuestos fenólicos, lo que las convierte en una fuente prometedora para la extracción de estos compuestos. Sin embargo, es necesario utilizar técnicas analíticas para identificar y cuantificar el contenido real de los compuestos para determinar la calidad de la materia prima y el potencial del producto final. La extracción asistida por ultrasonido es una técnica de extracción verde, rápida y respetuosa con el medio ambiente que produce extractos de alta calidad a partir de productos naturales. Por lo tanto, el objetivo de esta investigación es optimizar las variables del proceso de extracción asistida por ultrasonido (UAE) para la extracción de hojas de Moringa utilizando la metodología de superficie de respuesta (RSM) para extraer los principales flavonoides utilizando metanol como solvente de extracción. Se ha utilizado un diseño Box-Behnken (BBD) para evaluar el efecto de las variables del proceso de extracción por ultrasonido. Finalmente, se determinó el tiempo óptimo de extracción en el rango entre 2 y 30 minutos. Los resultados revelaron que la concentración de metanol fue la variable más influyente. El tiempo óptimo de extracción se estableció en 15 minutos. Seis de los principales flavonoides fueron cuantificados por UHPLC-DAD e identificados por UHPLC-QToF-MS. Los resultados confirmaron que la UAE es un método eficiente para la extracción y el análisis posterior y control de calidad de los flavonoides que se pueden encontrar en las hojas de Moringa.