Trong thời gian từ năm 1970 đến năm 1972, hiện tượng La Niña chi phối khí hậu toàn cầu, trong khoảng thời gian từ 1970 đến 1971 là cường độ trung bình và sau đó từ nửa cuối năm 1971 đến năm 1972 là ở mức yếu.[5] La Niña tác động đến Việt Nam, và là một nguyên nhân dẫn đến trận lụt này.[6]

Từ ngày 12 đến ngày 21 tháng 8 năm 1971, tổ hợp thời tiết bao gồm dải hội tụ nhiệt đới, rãnh thấp nóng phía Tây, cao áp Thái Bình Dương[7] và hoàn lưu còn sót lại của một cơn bão[nb 4] đổ bộ vào miền Nam Trung Quốc, gây ra mưa lớn với lượng từ to đến rất to trên toàn miền Bắc Việt Nam.[6] Bình quân vũ lượng đo được ở lưu vực sông Hồng là 255mm; lưu vực sông Thái Bình là 247mm. Có những điểm mưa với lượng khá, tiêu biểu như ở Sìn Hồ 454mm, Lào Cai 386mm, Tân Cương (Thái Nguyên) 678mm. Lượng mưa trung bình ở đồng bằng Bắc Bộ vào khoảng 200mm.[7]

Vùng hạ lưu ở sông Hồng và sông Thái Bình đã xảy ra trận lũ lịch sử, được xem là lớn nhất kể từ năm 1902 đến năm 1999. Ngày 20 tháng 8, đỉnh lũ ở Hà Nội là 14,13m,[nb 5] vượt mức báo động 3[nb 2] là 2,63m, mức này được duy trì trên báo động 3 trong 8 ngày. Cùng ngày, tại Phả Lại, mực nước lũ chạm đến con số là 7,21m, vượt báo động 3 là 1,71m, được duy trì trên báo động 3 trong 12 ngày. Lũ trên hệ thống sông Đáy đạt đỉnh với cấp độ trên dưới báo động 3, và trong thời kỳ lũ cao, mức thủy triều giảm từ 3,5 xuống 2,4m.[7]

Tại tỉnh Lào Cai, vào ngày 19 tháng 8 năm 1971 đã ghi nhận mực nước lũ lên đến 86,85m.[8]