本实用新型公开了一种两级悬臂式电机直连集成压缩机组，包括承压机壳，承压机壳包括相互独立的电机舱、所述的电机舱内安装有双输出轴电机，双输出轴电机的一个输出轴与第一转子相连，双输出轴电机的另一个输出轴与第二转子相连，第一转子和第二转子分别通过支撑轴承安装在电机舱内；的第一转子穿过开设在第一隔板上的第一安装孔伸入至第一级压缩舱内且端部悬臂式安装有第一压缩级叶轮，第二转子穿过开设在第二隔板上的第二安装孔伸入至第二级压缩舱内且端部悬臂式安装有第二压缩级叶轮。本实用新型实现机组无需润滑油系统、无轴端动密封系统设计的辅助系统的设计，并以此来降低系统能耗、减少系统复杂程度，提高机组整体的可靠性。