本申请公开了先桩法直桩外套式导管架水下灌浆施工系统及施工方法，该系统包括钢管桩和外套在钢管桩外侧的导管架，在钢管桩和导管架之间形成环形灌浆空间；在导管架上设有主灌浆管、备用灌浆管以及封底灌浆管，主灌浆管、备用灌浆管以及封底灌浆管均穿过导管架并与环形灌浆空间连通设置。该方法包括：钢管桩打桩并在钢管桩的外侧套设导管架；通过封底灌浆管泵送灌浆料将封隔器中的橡胶囊填充鼓起，待灌浆料硬化；通过灌浆管向环形灌浆空间灌浆；当环形灌浆空间的水从高于海平面设置的出水口完全流出后，关闭该出水口上面的阀门继续灌浆直至灌浆结束。本申请施工工艺简单，提高了灌浆效率和灌浆质量，保证了导管架水下灌浆成功率和水下灌浆质量。