La agregación de población y el desarrollo económico causados por la urbanización influyen significativamente en la eficiencia del consumo de recursos urbanos. Sin embargo, las interacciones de acoplamiento entre los consumos de recursos cruciales como alimentos, energía y agua (FEW) y los procesos de urbanización en áreas altamente urbanizadas no han sido bien estudiadas. En este estudio, construimos un marco de evaluación para la medición de la eficiencia de acoplamiento de los consumos de recursos FEW en 10 distritos administrativos de la megaciudad de Shenzhen durante 2012-2020, basado en el análisis de envoltura de datos (DEA). Este estudio demostró que, desde la perspectiva del nexo FEW, el aumento de las eficiencias en el consumo de energía de la mayoría de los distritos mejoró la eficiencia municipal de FEW, mientras que más de la mitad de los distritos no lograron eficiencias en el recurso hídrico durante todo el período. En cuanto al desarrollo económico regional, el 80% de los distritos mejoraron las eficiencias de acoplamiento de FEW para 2020, cuyos valores promedio fueron más altos para Yantian, Nanshan, Luohu y Dapeng, y más bajos para Baoan, Longgang y Guangming, con una tendencia a la baja observada solo en Guangming. En general, el valor de la eficiencia de acoplamiento de FEW de la megaciudad de Shenzhen aumentó en un 35% de 2012 a 2020. El análisis de correlación mostró que los efectos sinérgicos del consumo eficiente de recursos ocurrieron en la mayoría de los distritos, y la urbanización económica fue el principal factor impulsor de las eficiencias regionales de FEW dentro de la megaciudad de Shenzhen. Este estudio proporciona ideas instructivas sobre el estado del consumo de recursos urbanos y sugiere que la coordinación de la gestión de FEW debería mejorarse aún más mediante la intervención fiscal para mantener el desarrollo económico con los recursos limitados disponibles, lo que tendría valiosas implicaciones para la gobernanza sinérgica de FEW en megaciudades en China y en otros lugares.