本发明提供了一种用于非圆构件复杂轮廓磨削的误差实时补偿方法。该方法首先建立了相互独立的砂轮宽度轮廓误差补偿值的理论解析公式和砂轮磨损轮廓误差补偿值的简化解析公式，通过最优补偿系数修正砂轮磨损补偿值，并与砂轮宽度补偿值相结合得到高精度综合补偿值。由于同一组磨削工艺参数不同初始轮廓下最优补偿系数具有一致性，通过磨削仿真模型得到不同磨削工艺参数下的最优补偿系数数据集，并建立最优补偿系数与磨削工艺参数的二次回归模型，在精密磨削中即可实现根据工件不同初始轮廓生成高精度综合补偿值，加入到磨削进给中补偿轮廓误差，同时满足实时性和高精度的要求。本发明在保障加工效率的情况下能有效提高非圆构件的轮廓精度。