"Denna åtgärd är det senaste steget i justitiedepartementets försök att attackera alla aspekter av kartellens verksamhet," säger USA:s justitieminister Merrick Garland i ett uttalande.
Ovidio Guzmán, känd som "Musen", tros leda en fraktion av Sinaloakartellen under faderns frånvaro. Minst 29 personer dödades, varav tio soldater ur de mexikanska säkerhetsstyrkorna, i samband med Guzmáns gripande i januari i Culiacán i delstaten Sinaloa.
I april väckte åklagare i USA åtal mot Guzmán och hans bröder, gemensamt kända som "Chapitos".
Åtalet beskriver i detalj hur bröderna, efter att deras far Joaquín Guzmán dömts till livstid i fängelse i USA, styrde kartellens verksamhet alltmer mot att smuggla och sälja syntetiska droger som metamfetamin och fentanyl.
I ett uttalande lovordar Vita huset utlämningen av Ovidio Guzmán som en del av det "pågående samarbetet" med Mexiko.
"Vi tackar våra mexikanska kollegor för deras samverkan i arbetet för att skydda våra folk från våldsbejakande brottslingar", säger säkerhetsrådgivaren Liz Sherwood-Randall i uttalandet.