Fortalecer la exploración de mecanismos de promoción sinérgicos entre los servicios ecosistémicos (SE) y la nueva urbanización es de gran importancia para el desarrollo de cuencas hidrográficas. En este trabajo, revelamos el mecanismo de evolución del grado de desarrollo de coordinación de acoplamiento (DCA) entre los SE y la nueva urbanización y sus factores impulsores en la cuenca del río Huaihe (CRH) desde 1980 hasta 2020 utilizando una combinación del modelo DCA, el método de Análisis Espacial de Datos Exploratorios (AEDE) y el modelo GeoDetector. Además, empleamos el modelo PLUS para investigar simulaciones de múltiples escenarios. Los resultados demuestran que los SE mostraron un declive inicialmente, seguido de un aumento, mientras que el índice de urbanización mostró un crecimiento anual constante durante las cuatro décadas. Además, el DCA entre los SE y la urbanización mostró una tendencia de optimización anual. El DCA demostró características notables de agrupamiento espacial, con factores como la precipitación, la distancia del cuerpo de agua, la elevación y el PIB por área emergiendo como los principales impulsores. Bajo escenarios de protección ecológica, desarrollo integral y protección natural, el valor de los SE de 2020 a 2050 mantuvo una tendencia ascendente; sin embargo, cayó con la disminución bajo el escenario de protección de tierras agrícolas. Estos hallazgos de investigación ofrecen un valioso apoyo para la toma de decisiones en la regulación diferenciada de las funciones ecosistémicas y la promoción de un desarrollo de urbanización de alta calidad en la CRH.