为了加强对外交流和经济贸易,世界各国纷纷通过设置自由贸易区的方式去迎接经济全球化和区域经济一体化的浪潮。在此背景下,中国在2013年8月决定设立中国上海自由贸易区,在上海自贸区运行一年之后,党中央决定扩容上海自贸区,并设立广东、天津和福建三个自贸区。随后时隔两年,党中央又设立包括湖北自贸区在内的7个自贸区。包括2018年9月24号成立的海南自贸港,我国目前已经有12个自由贸易区。湖北自贸区被中央定位于拉动华中地区经济发展的排头兵,担当华中地区经济崛起的重任,因此研究自贸区的经济效应十分必要;并且,作为内陆的湖北自贸区,与沿海自贸区又有不同之处,即周边相邻省份更多,因此更有必要研究其腹地效应。现有研究大多从定性角度,使用增长极理论、自由贸易区理论等研究自贸区对经济增长的影响。本文在总结自贸区相关的经济理论和腹地效应之外,使用回归合成法的反事实方法,首先利用2014年1月到2018年7月的31个省市和自治区的进出口总额同比增长率和工业增加值同比増长率,分别选出两个指标的最优控制组,再依据最优控制组得出反事实值,将反事实值和真实值进行对比得出处理效应。根据处理效应判断湖北自贸区的成立对当地的经济效应为正。其次以湖北自贸区武汉片区为例,利用模型对武汉片区的经济腹地进行测算,然后选取湖北自贸区武汉片区腹地区域24个城市,利用工业增加值累计增长率和固定资产投资额累计增长率分别研究湖北自贸区的腹地效应,得出湖北自贸区武汉片区对其腹地地区影响兼有虹吸效应和辐射效应。然后利用提前湖北自贸区成立时间两期和删除与研究样本有关联的个体进行稳健性检验。最后,在理论分析和实证检验的基础上,对当前更好的发展湖北自贸区和其腹地地区,提出了相对应的对策和建议。