本发明公开了一种面向变截面深窄内腔均匀性的分区梯次磨粒流光整加工方法，在磨粒流光整加工前，获得变截面深窄内腔在磨粒流光整加工中的材料去除率分布，根据材料去除率分布将内腔沿轴向方向划分为多段待加工区域，并制定梯次加工顺序，再针对每段待加工区域设计专用仿形空芯模芯。采用磨粒流光整加工某段加工区域时，将其他加工区域与对应空芯模芯进行无间隙或者小间隙装配以形成加工盲区，通过单独控制每段加工区域的加工时间以控制其材料去除量，从而实现整个变截面深窄内腔的高均匀性磨粒流光整加工。本发明能够利用磨粒流光整加工技术实现变截面深窄内腔的准定域加工，提高其材料去除率可控性，从而保证其磨粒流光整加工均匀性。