一种地铁车站皮肤式防水结构及其施工方法，包括布设在所施工地铁车站主体结构外侧的外包防水层，所施工地铁车站主体结构包括底板、侧墙、顶板和中板；底板、侧墙、中板和顶板均为由防水砼浇筑而成的钢筋混凝土结构；外包防水层包括布设在顶板上方的顶板防水层、布设在底板下方的底板防水层和布设在侧墙外侧的侧墙防水层；与现有技术相比，本发明施工工艺施工简单，效率高，对地铁车站的穿墙管、水落口等防水的薄弱细部环节处理方便，且由两类防水材料共同构成多道防线，与车站结构主体结合强度高，防窜水，整体无接缝，可形成“皮肤式”防水，保证地铁车站的防水有效性。