本发明涉及一种壳核分离式复合沉井基础及施工方法，其包括：圆环自支撑壳，其内侧设有第一腔体；核心钢井壁，其设置于所述第一腔体内，所述核心钢井壁的内部围成井孔，所述核心钢井壁上设有封闭仓和敞开仓，所述封闭仓的底部及周边封闭且顶部具有开口，所述敞开仓与所述第一腔体连通。圆环自支撑壳内开挖土体时无需设置内支撑即可实现自稳，且变形小；圆环自支撑壳内部没有其它支撑结构，开挖取土极为便捷，可采用抓斗高效取土，与常规沉井在狭小的井孔内吸泥相比，效率大为提升；核心钢井壁设有封闭仓，空仓时可以在水中自浮，当向封闭仓内注水时即可实现下沉，与常规沉井切土下沉相比，难度大幅降低，且姿态较容易控制。