自2013年习近平主席提出“一带一路”倡议以来,6年的时间里,中国国内经济面临着增速放缓、产能过剩等“新常态”发展态势,为此国家提出进行“供给侧结构性改革”,以期能缓解当前局面,寻求各种途径去除过剩产能,以助推中国实现产业结构升级。随着“一带一路”倡议的逐步推进,沿线国家在消化我国过剩产能的同时,我国对外直接投资和产业结构调整也面临着重要的机遇与挑战,二者间关系进入了全新的发展阶段。首先,本文分析了中国与“一带一路”沿线国家产业结构与对外直接投资的现状、特点及问题。其次,以对外直接投资与产业结构升级之间双向的互动关系为研究切入点,在参阅大量国内外文献的基础上,总结归纳出二者的互动影响及传导机制。再次,以中国与“一带一路”沿线国家近十五年的面板数据构建一个非线性门限模型,把技术进步水平、地区发展程度、制度质量水平、能源利用效率等指标作为门限变量进行实证分析,实证结果表明四类门限变量均存在显著的门限效应,且技术进步水平与能源利用效率存在单门限,而地区发展程度与制度质量水平存在双门限,不同门限值区间内产业结构升级对对外直接投资的影响差异较大,同时发现中国并未突破任何门限范围,整体门限水平在参与“一带一路”的国家中排名中游位置。最后,根据实证结果并结合中国目前的现实经济状况,为实现对外直接投资扩张与产业结构升级协调发展这一目标,提出应坚持供给侧改革以优化产业结构,因地制宜合理引导对外直接投资流向,同时加强建设“一带一路”沿线境外经贸合作区等对策建议。