本发明公开一种深埋隧道穿越活断层的变形量测预警系统及方法，包括：量测模块、信息处理模块和预警模块；所述量测模块包括光纤传感系统、声发射传感系统和应力应变测量组件；所述光纤传感系统用于采集监测位置的变形数据，所述声发射传感系统和应力应变测量组件用于采集预警断面处的损伤信号和应力应变数据，并均传输至信息处理模块；所述信息处理模块根据变形数据确定预警断面，且根据预警断面处的损伤信号或应力应变数据，确定预警等级，发送预警信号至预警模块，以使预警模块发出报警。实现隧道全自动实时的高精度监测、传输与预警，实现沿隧道线形的自动化、分布式和长期的应变监测。