El estudio investiga la interrelación entre el rendimiento de la economía regional en Italia y la multidimensionalidad del bienestar, tal como se define en el modelo de Benessere Equo e Sostenibile (BES) del ISTAT. Basado en datos de panel de 19 regiones italianas y 2 provincias autónomas - Trentino y Bolzano (2012-2023) - la investigación tiene como objetivo explorar si existe un vínculo entre el PIB regional y las tres dimensiones del BES: Benessere (B), Equità (E) y Sostenibilità (S). La contribución innovadora de este artículo no es la creación de un nuevo modelo teórico, sino un enfoque empírico multicapa que combina métodos de datos de panel, aprendizaje automático y agrupamiento. Este enfoque permite revelar no linealidades, interacciones complejas y heterogeneidad regional en las relaciones BES-PIB. El análisis de la dimensión de Benessere basado en k-Nearest Neighbors revela dinámicas no lineales relacionadas con la salud, la movilidad, la seguridad, el acceso digital y las condiciones socioeconómicas. Además, el análisis de clúster identifica regímenes de desarrollo territorial según la dimensión de Benessere. La dimensión de Equità se estima utilizando modelos de regresión por impulso y agrupamiento que enfatizan el papel de los ingresos, el riesgo de pobreza, la presión sobre la atención médica, la participación en el mercado laboral, la exclusión juvenil, la privación y el acceso a servicios esenciales. Finalmente, la dimensión de Sostenibilità se explora utilizando modelos de regresión por impulso y bosques aleatorios para estimar interacciones entre la calidad ambiental, el estrés climático, la transición energética, la innovación, las habilidades digitales, la fiabilidad del servicio y el rendimiento económico regional. Los hallazgos demuestran una conexión estructural entre el bienestar, la equidad, la sostenibilidad y el rendimiento económico de las regiones italianas. Los resultados también confirman la hipótesis de que Italia tiene múltiples regímenes de desarrollo que difieren geográficamente.