En medio de los crecientes desafíos globales asociados con el cambio climático y la disminución de recursos, lograr un desarrollo sostenible es primordial. Al centrarse en las ciudades como escenarios vitales para perseguir la sostenibilidad, esta investigación midió la sostenibilidad urbana e identificó sus obstáculos. Empleando el marco DPSIR (Conductor-Presión-Estado-Impacto-Respuesta), establecemos un sistema métrico con 25 indicadores para evaluar la sostenibilidad urbana de seis zonas de innovación en China e identificar sus impedimentos al desarrollo sostenible con un modelo de obstáculos. Los hallazgos principales del estudio son los siguientes: Primero, durante el período de cinco años, las seis ciudades demostraron un aumento constante en sus niveles de sostenibilidad urbana, excepto Shenzhen, que experimentó una disminución de su posición destacada entre estas ciudades debido a una caída en su puntuación de 0.44296 a 0.36942 en 2017. Segundo, hubo un progreso constante en la sostenibilidad urbana en cinco ciudades, con la excepción de Shenzhen, de 2016 a 2020. Tercero, la respuesta gubernamental inadecuada emerge como un obstáculo principal en las seis ciudades, marcado por deficiencias en el gasto público, la inversión en I+D y la atención médica. Cada año, las seis ciudades experimentaron más del 60% de grados de obstáculo en términos de respuesta, con la excepción de Shenzhen en 2016. El modelo de búsqueda de sostenibilidad urbana que desarrollamos conecta la teoría de sostenibilidad urbana con intervenciones prácticas, promoviendo una gobernanza adaptativa. Además, este estudio proporciona a académicos y responsables de políticas un enfoque integral para medir la sostenibilidad urbana, reconocer obstáculos y diseñar estrategias para un futuro urbano sostenible.