12月21–23日，京津冀及周边、关中地区污染程度加重，重污染范围进一步扩大至长三角北部和东北地区。针对上述情况，国家大气污染防治攻关联合中心邀请中国环境监测总站环境质量预测中心首席预报员王威，解读最新污染发展情况，并预测空气质量变化趋势。12月20日夜间，关中地区、河南北部、山东南部等地率先出现小时重度及以上污染，首要污染物为PM2.5；21-23日，重污染范围逐渐扩大，污染等级逐渐加重。
截至23日16时，京津冀及周边地区有24个城市出现重污染天，PM2.5日均浓度峰值为269微克/立方米（运城，22日），达严重污染。“2+26”城市PM2.5组分在线监测结果表明，对于污染较轻的京津冀北部，硝酸根离子是主要组分，占比为25–35%；硫酸根离子占比仅为10%左右。对于污染较重的晋冀鲁豫交界地区，硫酸根离子浓度上升明显，占比与硝酸根离子相当，为20–30%；有机物、氯离子、元素碳与硫酸根离子浓度同期上升，表明燃煤排放对PM2.5贡献显著。
同期，陕西关中地区有5个城市出现重污染天，PM2.5日均浓度峰值为298微克/立方米（咸阳，22日），达严重污染；长三角地区有6个城市PM2.5日均浓度达中度污染，江苏和安徽北部个别城市PM2.5小时浓度达重度污染（参考日均评价标准）；东北地区有4个城市出现重污染天，PM2.5日均浓度峰值为216微克/立方米（绥化，22日），达重度污染；四川盆地有3个城市PM2.5日均浓度达轻度污染。
12月20-23日典型时刻全国PM2.5小时浓度分布（数据来源：中国环境监测总站）
24-25日白天，扩散条件持续不利，叠加高湿影响，京津冀中南部、山东西部、山西南部和河南北部以重度污染为主，太行山沿线可能出现严重污染。25日夜间-26日，受较强西北冷空气影响，污染自北向南缓解，受传输影响，山东西部和河南东南部可能出现短时重度污染。27-29日，扩散条件有所转差，其中28-29日河北东南部、河南北部、山东西部湿度显著上升，区域大部以轻-中度污染为主。30日-1月2日，受较强西北冷空气持续影响，空气质量明显改善，区域北部和山东东部为优-良，其余地区以良-轻度污染为主。污染时段首要污染物为PM2.5。24-25日，区域大部高湿、静稳，扩散条件差，空气质量以中-重度污染为主，陕西关中地区可能出现严重污染。26-27日，受冷空气影响，污染自西向东缓解，区域大部以良-轻度污染为主，山西西南部局地可能出现中度污染。28-30日，湿度逐渐增大，扩散条件转差，空气质量以轻-中度污染为主，局地可能出现重度污染。31日-1月1日，受冷空气过程影响，区域大部以优-良为主。污染时段首要污染物为PM2.5。24日，中北部位于高压后部，空气质量为良-轻度污染，局部短时中度污染，南部为优-良。25日，受低压槽影响，整体优-良，中北部内陆局部轻度污染。26-27日，受冷空气影响，中北部轻度污染，局部中度污染，南部以良为主。28-29日，区域位于高压后部，中北部良-轻度污染，局部短时中度污染，南部以良为主。30日，受冷空气影响，中北部良-轻度污染，局部中度污染，南部以良为主。污染时段首要污染物为PM2.5。24-25日，成都平原和川南部分城市为轻-中度污染，盆地其余城市以良-轻度污染为主，攀西地区和川西高原大部城市为优-良。26-27日，盆地大部城市为优-良，攀西地区和川西高原大部城市为优-良。28-29日，成都平原和川南局部城市为良-轻度污染，盆地其余城市为良，攀西地区和川西高原大部城市为优-良。30-31日，成都平原和川南局部城市为轻-中度污染，盆地其余城市以良-轻度污染为主。污染时段首要污染物为PM2.5。24-25日，区域风力较弱，湿度偏大，空气质量以良-轻度污染为主，吉林中部、辽宁中西部可能出现中度污染。26日，受弱冷空气作用，区域扩散条件略好转，吉林和黑龙江以良-轻度污染为主，辽宁以优-良为主。27-28日，区域扩散条件一般，区域大部以良-轻度污染为主，其中28日黑龙江西南部轻-中度污染。29-30日，受新一轮冷空气作用，扩散条件较好，区域大部空气质量以优-良为主，吉林和黑龙江南部局地轻度污染。污染时段首要污染物为PM2.5和PM10。解读专家：王威 中国环境监测总站环境质量预测中心首席预报员