Färre än hälften av landets befolkning har tillgång till internet och de som gör det kan ofta uppleva långsamma anslutningar.
Landets premiärminister uppmanade också telekomföretagen att sänka avgifterna, inklusive avgifterna för dataroaming.
Det avslöjades inte hur mycket pengar som skulle investeras.
Förutom den statliga investeringen uppmanade Premier Li Keqiang också telekomföretagen att sänka sina priser och öka sina hastigheter, enligt Kinas kabinett statsrådet.
Han sade också att de borde sänka avgifterna för dataroaming för kinesiska turister, även om han erkände att det i slutändan var marknaden som skulle besluta.
Han tillkännagav dock en omgång förbättringar av investeringsinfrastrukturen till samma slut.
"Kina har fler mobiltelefonanvändare än något annat land, men dess internet service hastighet rankas under 80: e i världen på grund av underutvecklad informationsinfrastruktur," premiärministern sade, enligt en release från statsrådet.
Han tillade att "att påskynda uppbyggnaden av informationsinfrastruktur kommer att öka investeringar och stöd" i Kina, samt bidra till "massinnovation".
Telekomföretagen bör agera snabbt för att sänka priserna och öka bredbandshastigheten i städerna med omkring 40 procent, enligt Li.
Kinas investeringar i bredband skulle kunna gynna globala tillverkare av nätutrustning såsom Ericsson och Nokia Oyjs Alcatel-Lucent, liksom inhemska aktörer som Huawei Technologies och ZTE.
Li sade inte hur mycket investeringar som skulle behövas, men tjänstemän har tidigare öronmärkt cirka 2tn yuan (322 miljarder dollar, 204 miljarder pund) för att förbättra Kinas bredbandsinfrastruktur fram till 2020.
Kinas Internetpenetration var bara 47,9% förra året, med uppkoppling särskilt låg i mindre städer och landsbygdsområden. Detta kan jämföras med omkring 75 procent av människorna i Förenta staterna. I Storbritannien, 73% av hushållen har bredband, Ofcom sade i december 2014.
Det kinesiska kabinettets uttalande tillade att nationen skulle titta på att öppna telekommarknaden och uppmuntra ökad konkurrens, bland annat genom att utöka ett pilotprojekt för bredbandstjänster i år.
"Det finns fortfarande inte tillräckligt med konkurrens, vilket har lett till att telekomavgifterna är relativt höga medan det fortfarande finns en hel del utrymme att förbättra kvaliteten på tjänsten", sade uttalandet, citerar en tjänsteman vid Kinas officiella State Information Centre.
Kina kommer att påskynda utvecklingen av sitt höghastighetsbredband för att öka hastigheten men sänka priserna, har dess statliga rådet sagt.