Стратегическое управление социально-экономическим развитием региона нацелено на эффективное использование его потенциала. Актуальными являются вопросы разработки стратегии повышения устойчивости регионального развития и формирования механизма ее реализации. Преобразование территориальных систем, разработка и принятие управленческих решений, направленных на обеспечение их конкурентных преимуществ и устойчивости развития должны быть обоснованы математическими и инструментальными методами. В данном исследовании разработан методический подход к прогнозированию основных индикаторов устойчивого развития региональных систем и обоснованию управленческих решений по повышению устойчивости развития региона, построены интегральные индексы устойчивости социально-экономического развития субъектов Приволжского федерального округа РФ, проведена комплексная ее оценка с использованием эконометрического моделирования (системы одновременных уравнений). Полученные результаты исследования позволяют использовать разработанную модель для оценки, сравнительного анализа и прогнозирования региональных систем по уровню устойчивости их развития.