空间功能分工优化与经济协同发展是成渝地区双城经济圈建设"一极一源、两中心两地"的内在要求和重要支撑.利用成渝地区双城经济圈 16 个地级及以上城市 10 个行业 2005-2020 年的面板数据,定量测度了经济圈内多层次空间功能分工状况,并实证检验其对经济协同发展的影响.研究发现,成渝地区双城经济圈空间功能分工水平经历先降后升的平缓"U形"变动过程,以成都和重庆为生产服务功能中心,其余城市为生产制造功能主导的中心—外围分工格局正逐步显现,不同城市主导功能分工水平也明显提升;经济圈内各城市的功能分工水平提升对缩小与中心城市人均收入差距具有显著的促进作用,即存在经济协同发展效应,且经济圈中心—外围整体空间功能分工对此有强化作用.研究结果为经济圈功能分工对经济协同发展的影响研究提供了新的经验证据,并为成渝地区双城经济圈协同高质量发展的多层次空间功能分工优化提供了启示.