本发明公开了一种利用3D水下声呐系统实时建立三维虚拟图像的方法，属于3D声呐建模技术领域，包括：通过声呐获取第一时间点的目标物反射信号；确定坐标原点并建立坐标系；通过声呐获取第一时间点后若干个连续时间点的目标物反射信号；在坐标系中建立若干个连续时间点所对应的若干目标物反射位置的坐标；设置初始镜像距离；根据初始镜像距离以及各个目标物反射位置坐标，生成与目标物反射位置数量相同的镜像目标物反射位置坐标；根据目标物反射位置坐标和镜像目标物反射位置坐标构建三维虚拟图像。本发明能够对对称结构目标物的立体图像构建，提高三维虚拟图像的建立效率，实现三维虚拟图像的实时获取。