El impacto de la urbanización en la calidad ambiental de áreas ecológicamente frágiles ha sido durante mucho tiempo ambiguo. Con un enfoque en la interacción humano-ambiente en 95 condados de la Montaña Hengduan, una región ecológicamente frágil en el suroeste de China, en este estudio, aclaramos el impacto y el mecanismo de la urbanización en la calidad ambiental a través del efecto de regulación ambiental, utilizando modelos econométricos y datos de panel a nivel de condado desde 2010 hasta 2019. Los resultados de este estudio muestran que: (1) la urbanización y la regulación ambiental han aumentado durante este período de 10 años dentro del área de estudio y las diferencias regionales en la calidad ambiental han disminuido; (2) la urbanización contribuye significativamente a la calidad ambiental, con efectos heterogéneos en diferentes elementos ambientales, aumentando la proporción de humedales y áreas verdes per cápita, pero suprimiendo la cobertura de vegetación y la eficiencia de producción; y (3) la regulación ambiental es un mecanismo importante para que la urbanización mejore la calidad ambiental; sin embargo, hay externalidades negativas en áreas vecinas. Los resultados de este estudio muestran que la urbanización y la calidad ambiental no siempre son mutuamente excluyentes, proporcionando así una referencia para el desarrollo de una urbanización proambiental que mejore el desarrollo sostenible en áreas ecológicamente frágiles.