本发明公开了一种基于相位差的水下声层析测流方法。所述方法包括：收集待测水域的双向传播声信号，提取双向传播声信号的传播时间和相位变化；通过波动声学建立双向传播声信号的相位变化、双向传播声信号的传播时间与待测水域的平均流速以及待测水域的平均声速之间的关系，通过该关系反演得到待测水域的平均流速以及待测水域的平均声速。本发明的目的在于提出一种基于相位差的水下声层析测流方法，该方法更适用于在频率较低的声层析技术中使用。同时考虑时差和相位差，可以降低流速测量时的不确定度，促进了自动化和高精度测流技术。本发明适用于河道、入海口、湾区等水域的流速测量。