Comprender las características evolutivas de la estructura de la red de innovación puede mejorar la innovación urbana y la construcción regional. El desarrollo innovador urbano se ve afectado por diversos factores, que pueden ser analizados a través de modelos de redes de innovación. Establecemos un sistema de evaluación multicriterio de la capacidad de innovación y utilizamos un modelo de gravedad mejorado para construir una red de innovación para 2015-2018, empleando métodos de redes sociales para analizar las características estructurales y los patrones espaciales. Los resultados muestran que: (1) La innovación de las ciudades en la aglomeración urbana en los tramos medios del río Yangtsé ha ido aumentando gradualmente, con un aumento concomitante en la complejidad de las redes de innovación. Las ciudades de Wuhan, Changsha y Nanchang se encuentran en el núcleo absoluto de esta red, que exhibe un efecto Mateo y tiene un modo de crecimiento de integración triangular. (2) La atracción de recursos innovadores y la promoción de la innovación individual están aumentando cada año dentro de las ciudades. El patrón de agregación de la innovación muestra un estado multicore en la aglomeración urbana en los tramos medios del río Yangtsé, pero el patrón de radiación de la innovación ha cambiado de un centro único a un doble centro. (3) Se observan múltiples ejes de innovación espacial en la red, con una ubicación y dirección consistentes con el eje de desarrollo de la aglomeración urbana en los tramos medios del río Yangtsé y un modo de crecimiento de integración triangular. Se proponen implicaciones políticas para la innovación y el desarrollo regional, y nuestros resultados pueden proporcionar orientación y dirección para futuras políticas a entidades gubernamentales y otros interesados.