本发明涉及一种混凝土渗透加固防护结构及其施工方法。一种混凝土渗透加固防护结构，包括依次设于混凝土层上的渗透防护层、修补找平层和耐久防护层；其中，所述渗透防护层为渗透型环氧树脂乳液渗透于所述混凝土层并固化形成的防护层；所述修补找平层的形成原料为环氧纤维砂浆；所述耐久防护层为氟树脂涂料、聚氨酯涂料或丙烯酸涂料。该混凝土渗透加固防护结构中的各重防护结构分别具有不同的防护效果，且各层结构之间相互作用，对混凝土层进行渗透加固和防护，同时修补混凝土表面的蜂窝、麻面、裂缝等病害，提升对混凝土的防护效果，延长使用寿命。