本发明公开一种三维钻孔应力光纤光栅传感器及其监测方法，包括：波纹管安装座、受压波纹管和拉伸波纹管；所述波纹管安装座上设有直径不同的受压波纹管和拉伸波纹管，受压波纹管的顶端设有受压块，拉伸波纹管的顶端设有悬臂梁，悬臂梁上设有光纤光栅；所述受压波纹管接收受压块施加的不同方向的钻孔应力，并将钻孔应力传输至拉伸波纹管，拉伸波纹管通过由直径引起的压力差带动悬臂梁产生竖直位移。采用不同直径的受压波纹管和拉伸波纹管的双波纹管形式，利用两波纹管直径尺寸的差异，形成压力差，以使拉伸波纹管产生向上的位移量，从而起到监测的效果。