本发明公开了一种解决多配送中心两级城市协同配送的大邻域搜索方法，包括以下步骤：S1：根据客户点与网点之间的距离，构造初始可行解；S2：对初始可行解进行大邻域搜索，确定最新第二级配送网络；S3：对最新第二级配送网络进行优化；S4：基于优化后的最新第二级配送网络，对市趟运输线路进行重构，得到可行市趟运输线路；S5：对可行市趟运输线路进行优化，并对由配送中心与网点之间的车辆运输线路构成的一级路径进行优化，得到最新可行解；S6：根据最新可行解确定当前解，并根据模拟退火准则判断是否达到算法终止条件，若是则结束大邻域搜索，否则返回步骤S2。本发明通过整体优化两级配送网络中的市趟运输线路、最后一公里线路以及车辆调度，降低了整体网络成本而不仅是某单一配送中心配送网络成本。