一种单洞双线铁路隧道随机停车救援系统及救援方法，以在火灾事故发生时及时和高效地对隧道随机停车的列车进行救援，保障疏散人员安全。在正线隧道两侧分别设置左线疏散站台、右线疏散站台，且沿线路延伸方向间隔设置斜交式横通道将左线疏散站台或右线疏散站台与贯通平行导洞相连通，各斜交式横通道内设置电动防护门。正线隧道进口端、出口端分别设置下行线隧道进口信号机、上行线隧道进口信号机。正线隧道、贯通平行导洞内设置应急通风系统、应急照明系统和应急消防系统，沿线路延伸方向间隔设置停车位置检测装置。停车位置检测装置将检测到的事故列车停车位置信号传送至远程控制系统，由远程控制系统确定停车位置随机停车救援分区，关闭下行线隧道进口信号机和上行线隧道进口信号机，同时开启应急照明系统、停车位置随机停车救援分区的电动防护门及对应的应急通风系统，并开启应急消防系统。