本发明提供了一种GFRP内部分层缺陷的毫米波成像可视化定量检测方法，属于GFRP缺陷检测技术领域，该方法包括：获取GFRP的稀疏采样反射信号；利用自适应奇异值分解，对稀疏采样信号进行杂波抑制处理；基于杂波抑制处理结果，利用快速成像算子的稀疏高分辨近场毫米波成像算法对GFRP进行反演成像；基于反演成像的处理结果，对GFRP内部分层缺陷进行定量表征。本发明通过上述设计，能有效地对GFRP内部分层缺陷进行快速可视化检测及精确定量表征。