本发明公开了一种高效计算地下水污染失效概率的预条件子集模拟方法，包括以下步骤：通过序贯高斯生成N个地下含水层高斯渗透系数场；将N个地下含水层高斯渗透系数场分别代入地下水污染物运移模型的功能函数中计算响应值；将响应值按照升序排列得到种子样本和阈值；将种子样本作为每一条马尔科夫链的初始样本，根据预条件克兰克尼科尔森技术生成候选样本；判断候选样本是否在失效阈内，接受落在失效阈的候选样本，拒绝落在失效阈外的候选样本；重复马尔可夫链采样和排序过程，直到阈值小于0则终止采样，根据所采样本计算失效概率。本方法在处理高维地下水污染小失效概率问题时，比传统的蒙特卡罗模拟和子集模拟效率更高，结果更稳定。