Dada las diferentes trayectorias de desarrollo de las ciudades, la evolución espacial de cada ciudad tiene un camino de desarrollo dependiente del contexto. Comprender las características de la evolución de la estructura espacial urbana en la China contemporánea es esencial para el desarrollo urbano sostenible. Al establecer un marco teórico que comprende un contexto macro, herramientas de planificación y asignación de recursos, este artículo toma a Hangzhou como ejemplo para analizar el proceso evolutivo de la estructura espacial policéntrica y revelar las características de formación de su forma espacial urbana policéntrica. Los resultados muestran que (1) su contexto institucional y las herramientas de planificación son las fuerzas impulsoras detrás de la formación de la estructura policéntrica en Hangzhou, es decir, la evolución de la estructura policéntrica depende principalmente de la orientación de la planificación y las fuerzas gubernamentales en lugar de ser impulsada por el mercado. (2) Bajo el modo de formación policéntrica liderado por el gobierno, los elementos urbanos, como la educación, la atención médica, el transporte y los espacios verdes, siguen concentrados en el centro urbano principal, mientras que los subcentros carecen de las instalaciones públicas necesarias y están subdesarrollados. (3) La distribución espacial de la población y las luces nocturnas también muestra la tendencia de círculos concéntricos decrecientes con el centro principal en el núcleo. Por lo tanto, no es posible implementar ciudades policéntricas solo descentralizando la población y las industrias. También se requiere una consideración integral de la inversión de capital, los servicios de producción y el suministro de instalaciones de servicios de vida. Este estudio empírico puede complementar la evidencia empírica para verificar la validez del policentrismo como una solución potencial que puede aliviar la expansión de las áreas urbanas centrales.