La contaminación sinérgica de material particulado fino (PM) y ozono (O) se ha convertido en uno de los principales factores que afectan la calidad del aire ambiente. Debido a la ubicación geográfica única de la Cuenca de Sichuan, es más probable que ocurra contaminación del aire. Para evaluar el estado de la contaminación sinérgica de PM y O en la Cuenca de Sichuan, este estudio analizó el análisis de series temporales, el análisis de correlación y el análisis de interacción de PM y O basado en datos horarios de estaciones de monitoreo nacionales en la Cuenca de Sichuan desde 2015 hasta 2024. Además, se utilizó el método de envoltura aproximada (AEM) para estimar la concentración de PM secundaria. Los resultados mostraron lo siguiente: Chongqing, Zigong, Luzhou, Chengdu y Deyang experimentaron una contaminación severa. Desde 2015 hasta 2018, estas ciudades mostraron altos niveles de contaminación. Desde 2019, no se han observado tales niveles altos de contaminación; durante el período de contaminación por PM (de noviembre a enero del año siguiente), PM y O-8h exhibieron una correlación negativa. Durante el período de contaminación por O-8 (de mayo a agosto), PM y O-8h mostraron una correlación positiva; el PM secundario aumentó con la intensidad de las reacciones fotoquímicas, mientras que la concentración de PM primario mostró poco cambio en comparación con el PM secundario. Las concentraciones de PM secundario alcanzaron su punto máximo alrededor de las 8:00-12:00 y alcanzaron un mínimo entre las 16:00 y las 20:00 en las cinco ciudades; durante el período de contaminación por PM, la tendencia de O en las cinco ciudades fue consistente. La concentración de ozono mostró una variación diaria de pico único distinta bajo diferentes niveles de contaminación por PM. A medida que aumentaba la concentración de PM, la concentración máxima de O disminuía y la concentración mínima se volvía más baja. En diferentes estaciones, el aumento de la concentración de PM puede tanto aumentar como suprimir la concentración de O. El nivel de actividad fotoquímica atmosférica mejorado promueve la formación de componentes secundarios en las partículas. Este logro puede proporcionar una referencia para el control coordinado y la mejora de la calidad del aire en la Cuenca de Sichuan.