本发明公开了一种利用氢氧同位素估算大坝渗漏临界水位的方法，包括：收集大坝水文地质、廊道布置的工程资料；实地考察大坝所在库区流域产汇流情况，以及大坝下游渗漏出流情况，制订取样方案；构建大坝廊道各相关水体的氢氧同位素时空观测序列；建立大坝廊道渗漏计算模型；计算不同库水位时刻对应的大坝廊道渗漏通量；利用大坝廊道渗漏通量与库水位的变化关系，计算出大坝渗漏临界水位。本发明通过氢氧同位素在不同水体的丰度差异，计算代表大坝关键渗漏部位的大坝廊道渗漏通量，定量刻画大坝的渗漏特征，该方法克服了以往对大坝廊道渗漏情况仅可通过观测手段获取定性认识、难以服务于大坝库区水资源高效利用的缺点。