产业结构转型是经济增长过程中的普遍规律，与一国所处的工业化发展阶段密切相关。城市作为推进新型工业化的重要载体，在推动产业结构转型升级方面发挥着重要作用。在党的二十大报告提出“以城市群、都市圈为依托构建大中小城市协调发展格局”的背景下，研究国家级城市群建设对城市产业结构转型升级的影响效应具有重要意义。本文利用2006～2019年中国284个地级市数据，以国家级城市群建设作为准自然实验，使用双重差分法研究了国家级城市群建设对产业结构转型升级的影响。研究结果表明：①国家级城市群建设对城市产业整体升级具有显著的促进作用，且该结论在一系列稳健性检验后仍然成立；②影响主要是通过促进创新创业、提升消费水平、增加固定资产投资和吸引外商投资的机制所驱动的；③国家级城市群建设推动产业结构整体升级的作用效果在资本错配程度较低的城市以及国有化程度较高的城市更为明显。本文的研究发现为国家级城市群能够促进城市产业结构整体升级提供了经验证据，并为以城市化推动新型工业化的发展进程提供了思路。