本发明涉及一种地质历史时期砂岩储层孔隙度演化恢复方法，其步骤为：(1)建立砂岩储层成岩作用演化序列及成岩作用发生时储层相应的古埋深；(2)建立正常压实图版；(3)建立孔隙度与面孔率之间的函数关系；(4)成岩序列约束下的砂岩储层孔隙度反演回剥；(5)机械压实作用和热压实作用校正；(6)在上述步骤的基础上，确定各主要成岩阶段真实孔隙度，建立地质历史时期砂岩储层孔隙度演化曲线。本发明重点解决了现有地质历史时期砂岩储层孔隙度演化恢复方法中各成岩作用发生的时间及古埋深确定、孔隙度与面孔率之间关系以及压实作用校正等关键问题，能够有效预测油气成藏时期砂岩储层的孔隙度，为储层有效性评价提供指导。