本发明公开了一种V形腹板连续梁结构及其施工方法，该V形腹板连续梁结构包括桥梁下部支撑体系和架设在桥梁下部支撑体系上的组合箱梁，组合箱梁包括顶板、位于顶板下方的底板和左右两个对称连接于顶板与底板之间的V形腹板；顶板和底板均为由高强混凝土浇筑而成的混凝土板，V形腹板由多个V形预制板组成且其沿纵桥向布设，V形预制板为由超高性能混凝土浇筑而成的混凝土预制板；该施工方法包括步骤：一、桥梁下部支撑体系施工及V形预制板预制；二、组合箱梁施工。本发明设计合理、施工简便且使用效果好，采用高强混凝土顶板与高强混凝土底板，并结合高性能混凝土V形腹板，有效提高桥梁的受力性能和耐久性。