W ten sposób spada wchłanianie wody ze światła kanalików, a tym samym zwiększa się ilość produkowanego w nerkach moczu. leki te, podobnie jak inhibitory anhydrazy węglanowej, powodują utratę jonów K+. Przykłady furosemid, azosemid, piretanid, torasemid.
Mechanizm działania innych diuretyków pętlowych, takich jak kwas etakrynowy, czy etazolin nie jest obecnie dokładnie wyjaśniony. Wiadomo natomiast, że leki te również hamują resorpcję jonów Na+ w pętli Henlego.
Stosowanie Najpopularniejszym lekiem z tej grupy jest furosemid. Jest on stosowany w różnego pochodzenia obrzękach płuc, mózgu i innych narządów. W leczeniu zatruć podaje się go razem z dużymi ilościami płynów (forsowna diureza). Może też służyć do leczenia hiperkalcemii (zbyt dużego poziomu wapnia we krwi). Diuretyki pętlowe są jednymi z najsilniejszych leków moczopędnych. Działania niepożądane zaburzenia elektrolitowe: spadek poziomu jonów Na+, K+, Ca2+, Mg2+ Cl-, (hiponatremia, hipokaliemia, hipokalcemia, hipomagnezemia, hipochloremia – dla zapobieżenia powikłaniom stosuje się chlorek potasowy) wzrost poziomu glukozy (hiperglikemia), kwasu moczowego (hiperurykemia nasila dnę moczanową), lipidów (hiperlipidemia) we krwi zaburzenia słuchu