本发明涉及一种板壳式机械甲板一体化结构设计方法，包括：确定支撑立柱位置；确定机械甲板强梁位置；根据所述机械甲板强梁位置确定机械甲板强梁，在所述机械甲板强梁中间布置甲板扶强材；在相邻所述支撑立柱之间设置斜撑，形成甲板构件布置图；根据机械甲板设备的载荷和布置情况确定甲板载荷图，根据甲板载荷图对所述甲板构件布置图内的板材厚度、强梁、扶强材和支撑立柱的尺寸开展一体化设计，形成一体化设计的尺寸图；根据所述甲板构件布置图的甲板构件布置和所述一体化设计的尺寸图的尺寸建立机械甲板有限元模型，通过构件尺寸迭代的方法，对所述机械甲板有限元模型施加拖航载荷、预压载荷和在位载荷，校对甲板构件屈服和屈服强度。