La urbanización de China ha atraído la atención de muchos académicos debido a su impacto significativo en la sostenibilidad socioeconómica. Muchos estudios han explorado el patrón espacial y los efectos de los factores que influyen en la expansión urbana. Sin embargo, las dinámicas espaciotemporales que integran dimensiones espaciales y temporales y las escalas espaciales de los factores influyentes suelen ser ignoradas. Este estudio aplicó el marco del análisis exploratorio de datos espacio-temporales (ESTDA) para investigar las dinámicas espaciotemporales de la expansión urbana en 342 ciudades de China desde 1990 hasta 2017 y, además, utilizó la regresión ponderada geográficamente a múltiples escalas (MGWR) para estimar los efectos de los factores influyentes en la expansión urbana. Encontramos que la expansión urbana tenía una clara división sur-norte, y sin embargo, los efectos de los factores influyentes generalmente mostraban una división este-oeste. También encontramos que la dependencia espacial local dinámica de la expansión urbana estaba acompañada de un proceso de coevolución volátil e inclinaba a transferirse de la heterogeneidad a la homogeneidad, y la homogeneidad tendía a ser estable. La coevolución de la expansión urbana entre ciudades y otras vecinas se volvió más fuerte con el aumento del tiempo y la integración regional. Estos hallazgos apoyan el uso de una planificación urbana personalizada para regiones específicas en diferentes dependencias espaciales para mejorar la eficiencia del uso del suelo y coordinar el desarrollo regional.