La recuperación gradual de la economía ha posicionado la economía digital como una fuerza vital que impulsa el crecimiento económico global. Sin embargo, la sostenibilidad de este sector económico emergente está siendo puesta a prueba por choques sistémicos inesperados. Hay una escasez de investigaciones sobre los factores que influyen en el desarrollo sostenible de la economía digital. Por lo tanto, desarrollar un marco para evaluar la sostenibilidad de la economía digital es significativo. Basándose en investigaciones anteriores, este estudio estableció un sistema de evaluación que extrae indicadores clave en cuatro dimensiones: sociedad, economía, medio ambiente y tecnología. Los datos se recopilaron a través de cuestionarios y entrevistas en profundidad con expertos. Posteriormente, este estudio empleó el método de Laboratorio de Evaluación y Prueba de Toma de Decisiones Difusas (fuzzy DANP) para determinar el peso de cada indicador y utilizó el método de Técnica para el Orden de Preferencia por Similitud con la Solución Ideal (TOPSIS) para evaluar la sostenibilidad de la economía digital en tres ciudades. Se realizó un análisis de sensibilidad para validar este método de evaluación integral. Los resultados indican que la sociedad y la economía son las dos dimensiones más cruciales, mientras que el nivel de desarrollo económico regional, la cultura de innovación empresarial y la brecha digital son los tres principales indicadores que afectan el desarrollo sostenible de la industria de la economía digital. Este trabajo sugiere que la industria de la economía digital debería mejorar los niveles económicos regionales, fortalecer las culturas corporativas tecnológicas e innovadoras y reducir la brecha digital para lograr el objetivo de desarrollo sostenible en el sector de la economía digital.