Los asentamientos costeros en áreas urbanas muestran ciertos grados de complejidad espacial. Comprender la ley de evolución de los asentamientos fractales es prácticamente importante para la ingeniería marina y la planificación urbana. En este artículo, investigamos la evolución fractal del uso del suelo en asentamientos costeros basándonos en la teoría fractal. Se obtienen las dimensiones fractales de los usos del suelo para tres asentamientos costeros típicos en la ciudad de Xiamen, China, para cuantificar su complejidad espacial. Los resultados revelan las características fractales y las diferencias regionales de los asentamientos costeros. Además, se aplica modelado no lineal para describir la evolución de la dimensión fractal de los usos del suelo de los asentamientos costeros desde 2000 hasta 2018. Tres asentamientos en rápida urbanización muestran diferentes ecuaciones de evolución no lineal de la dimensión fractal debido a sus diferentes usos del suelo. Este estudio podría proporcionar una base teórica para comprender la evolución de las características fractales de los asentamientos costeros en áreas urbanas y mostrar su aplicación potencial en la geografía urbana.