Los impactos negativos de la expansión urbana sobre los servicios ecosistémicos han sido confirmados por muchos estudios; sin embargo, ha habido una falta de estudios que examinen los impactos de la expansión urbana sobre los ecosistemas desde una perspectiva de eficiencia. China está enfatizando cada vez más la eficiencia de los sistemas de desarrollo al maximizar los beneficios económicos, sociales y ambientales de los recursos de tierra limitados, lo cual es un tema vital para el desarrollo urbano de alta calidad. Por lo tanto, este artículo tiene como objetivo explorar las características evolutivas de la eficiencia de la expansión del suelo urbano (ULEE) y su impacto en los servicios ecosistémicos (ES) para mejorar las funciones ecológicas de los sistemas urbanos. Primero analizamos el mecanismo de influencia, basado en la teoría de eficiencia y uso del suelo. Luego, utilizamos el modelo Super-SBM y el modelo InVEST para medir ULEE y el valor de los servicios ecosistémicos (ESV). Finalmente, a través de un análisis de regresión, exploramos las características reales de la influencia de ULEE sobre ES. Los resultados muestran: (1) ULEE influye positivamente en ES, y los mediadores de influencia incluyen tres aspectos principales, es decir, la estructura del uso del suelo, el patrón de uso del suelo y la calidad del uso del suelo. (2) La ULEE de las aglomeraciones urbanas mostró una tendencia fluctuante a la baja de 2006 a 2020, y se observaron diferencias espaciales notables. (3) El AESV de las tres principales aglomeraciones urbanas mostró una tendencia decreciente durante el período de estudio, siendo el UA-MRYR más alto que el UA-YRD y el UA-CY. Mientras tanto, fue evidente un cierto grado de coincidencia entre la tendencia cambiante de AESV y ULEE. (4) Se encontró una correlación positiva entre ULEE y el ESV de las tres aglomeraciones urbanas. Es decir, se encontró que la mejora de ULEE cataliza la mejora de ES. El impacto de ULEE sobre ES mostró una tendencia general decreciente de este a oeste. Estos resultados complementan el estudio del sistema territorial de la relación humano-tierra y tienen un valor de referencia esencial para el desarrollo urbano sostenible y la restauración ecológica.