一种塑料储气罐及其二次注塑填充增压加工方法，该方法包括以下步骤：通过三副注塑模具，在第一副注塑模具中先放入进出气阀门，将进出气阀门作为嵌件进行注塑得到带有进出气阀门的上主体，由第二副注塑模具注塑得到中主体，由第三副注塑模具注塑得到下主体；将上主体、一组以上的中主体和下主体上下依次叠加，内部形成储气腔，通过焊枪上盖、中筒和下盖的连接处进行焊接连接，得到内气罐；通过气泵将7MPa—12MPa的氮气经进出气阀门注入储气腔中；将完成增压的内气罐作为嵌件放入第四副注塑模具中，在内气罐的外壁注塑一层罐体，得到塑料储气罐；通过抽气泵将塑料储气罐内的氮气经进出气阀门抽出。