本发明属于重金属尾矿库防渗、稳定技术领域，具体涉及一种重金属尾矿库底部复合稳定层结构及其施工方法。该复合稳定层结构自下而上依次为自胶结层、渗滤液导排层和反滤保护层。自胶结层材料主要包括自胶结材料、超细尾矿砂、柔性纤维等；渗滤液导排层以自然或机械分选沉积形成的较粗颗粒矿砂为基质，垂直于坝轴线方向间隔一定距离设置集水盲沟，盲沟为上、下两层，分别填充中、大粒径河砂，同时下层中埋设槽孔排渗管，端部穿出尾矿坝体；反滤保护层为自然或机械分选沉积形成的较粗颗粒矿砂。本发明各层结构之间材料、厚度相互配合，具有防渗效果好、较高强度与韧性、重金属一定程度上固化/稳定化、防淤堵及导排效果良好、经济性高等优点。