本发明提供一种浅层逆VSP初至层析及地层预测方法，包括：输入拾取的浅层逆VSP初至走时和观测信息，设定参数；网格化走时并计算激发点处的慢度垂向分量；对走时分类并解释折射层速度；将近偏移距走时校为垂向走时，反演井壁速度并外推，作初始模型；基于模型进行射线追踪，判断射线是否与实际符合，剔除无效射线；构建方程组并求解，更新模型；迭代计算，直到满足终止条件；基于反演模型，对最深激发点的折射波进行反向追踪，直到激发深度，并求得实际走时与该路径走时之差；筛选上述走时差，剔除异常值并折射解释；输出最终速度模型。该方法的结果包含丰富的细节，并可以预测下层信息，为确定激发深度、地震数据处理奠定基础。