本发明公开了一种联合气体置换和振动场开采天然气水合物藏的方法，包括：（1）在天然气水合物储层部署CO2介质注入井、天然气生产井；（2）开采出部分游离气，将水合物储层压力降到3‑5MPa；（3）将振动发生器放入水合物储层，往储层中注入CO2介质实现CO2对水合物中天然气的置换；（4）连续或间歇开启振动发生器，利用振动波促进CO2在沉积层中的扩散；（5）当储层的游离气中CO2浓度不变或变化很慢时，提高振动发生器工作负荷，利用振动波能量让CO2‑天然气水合物混合储层和水合物储层产生裂缝；（6）当储层的游离气中CO2浓度低于30 mol%时，进行天然气生产。本发明能提高CO2介质置换开采天然气水合物的效率和速率，同时保持储层稳定性，具有广阔应用前景。