本发明公开了一种变压器油色谱在线监测异常数据诊断方法，包括以下步骤：先获取变压器油色谱监测的历史数据，并按照预设时间周期对历史数据按照气体类型进行属性划分；对每种类型气体所对应的历史数据进行预处理得到预处理样本；再得到预处理样本的一元频率分布序列与二元频率分布序列；然后建立异常数据诊断模型；再利用新的监测数据更新一元频率分布序列与二元频率分布序列；最后根据更新后的一元频率分布序列与二元频率分布序列判断出待测监测数据的一元频率和二元频率并代入异常数据诊断模型进行诊断。本发明利于提高诊断准确度，便于识别新型的异常模式。