La productividad total de los factores de grano (TFPG) es críticamente importante para asegurar la producción de alimentos, mientras que su heterogeneidad espaciotemporal en el área urbanizada es en gran medida ignorada. Seleccionando 41 ciudades en el Delta del Río Yangtsé, este estudio utiliza el método del índice de Malmquist de análisis envolvente de datos (DEA) para medir el TFPG en cada ciudad desde 2012 hasta 2020 basado en datos de panel, y explora los factores impulsores de la evolución espaciotemporal del TFPG con el modelo de regresión ponderada geográficamente y temporalmente. Los resultados indican lo siguiente: (1) Tanto el TFPG como el progreso tecnológico varían en la misma dirección, lo que indica que el progreso tecnológico domina el TFPG en la región estudiada. Los cambios en la eficiencia técnica, la eficiencia técnica pura y la eficiencia de escala son relativamente estables. (2) La distribución espacial del TFPG muestra una tendencia descentralizada, con un patrón de alta en las áreas del norte y este y baja en las áreas del sur y oeste. (3) Los factores impulsores, como el nivel de desarrollo de la economía de grano, la cantidad de fertilizante utilizado por unidad de área y el producto interno bruto (PIB) per cápita, tienen un efecto restrictivo sobre la mejora del TFPG, siendo la cantidad de fertilizante utilizado por unidad de área el factor crítico. (4) La escala de operación laboral per cápita, la proporción de la población dedicada al cultivo de grano y la producción de grano por hectárea ejercen un efecto promotor sobre el TFPG, siendo tanto la proporción de la población dedicada al cultivo de grano como la producción de grano por hectárea los factores críticos. Finalmente, se propone mejorar la eficiencia del uso de fertilizantes, expandir la escala de producción de la industria de cultivo de grano y aumentar la producción de grano por hectárea para mejorar el TFPG en el Delta del Río Yangtsé.