本发明涉及高温疲劳试验技术领域，具体涉及一种高温疲劳试验中的快速降温系统。包括安装在疲劳试验机的上、下夹具上的多根金属细管，以及多层水管、冷水机和冷风机；所述金属细管分别穿设于上、下夹具上，并与所述多层水管的最内层连通，所述金属细管、多层水管与冷水机形成供导热液流通的回路；其中，多层水管上仅最内层水管与金属细管连通，并且多层水管上仅最内层水管中能供导热液流动；冷水机能驱动导热液在所属回路中流动并对流入的导热液制冷；所述风冷机的出风面积能覆盖所述上、下夹具。能够对试验中的受热夹具进行快速降温，并且能够降低水冷管中的液体泄露引发的漏电风险，提高试验的安全性。