本发明涉及一种水下混凝土浇筑系统及施工方法，该水下混凝土浇筑系统，包括光纤光栅解调设备、收放线卷扬设备、传输光纤、导管和光纤光栅压力‑温度传感器，光纤光栅压力‑温度传感器通过传感器基座呈阵列式分布固定在导管末端，光纤光栅压力‑温度传感器之间熔接串联，光纤光栅压力‑温度传感器通过传输光纤与光纤光栅解调设备连接，传输光纤通过固定卡扣固定在导管侧壁上；导管上端与收放线卷扬设备连接。本发明实现桩基(地连墙)浇筑施工液面变化的自动监测，减少人工操作步骤；实现混凝土浇筑过程可视化，辅助判断导管在混凝土中的埋深及浮浆厚度，便于施工质量管理。