本发明提供了一种载荷正态分布规律下机械结构累积疲劳损伤监测传感器、设计方法及监测方法，属于结构疲劳监测技术领域。利用疲劳损伤监测传感器的安装脚承受机械结构表面的应力，通过两个应变放大桥分别对拉伸臂覆盖处被测结构表面的平均应变进行不同倍率的放大，保证疲劳寿命箔有效的应变幅值范围内工作；通过结构累积疲劳损伤监测模型，能够使结构在服从正态分布规律的载荷作用下服役时，根据双疲劳寿命箔的电阻累积量，获得机械结构累积疲劳损伤，确保机械零部件安全服役，防止突发事故发生。