本发明公开了一种基于CFRP预应力筋的UHPC‑NC组合梁体系及施工方法，包括：受拉区梁体，为基于最小堆积密度原理制备而成的超高性能混凝土梁即UHPC梁；沿所述受拉区梁体长度方向设置的预应力筋，位于所述受拉区梁体内的顶部和底部，所述预应力筋为采用先张法施工的碳纤维增强复合材料CFRP筋；现场浇筑或者预制而成的桥面板，与所述受拉区梁体采用剪力筋连接。本发明充分利用UHPC和CFRP两种材料的高抗拉及抗压强度，使其共同达到极限状态，且有良好的变形能力，并解决了预应力筋的握裹性问题。具有结构受力优、黏结强度高、简化施工、节能减排的优点。