一种双室预充注射器及其预充方法，包括由筒径较大的筒体上段和筒径较小的筒体下段组成的注射筒，注射筒一端连有连接头，另一端为开口；筒内设置有分别置于筒体上、下段内并与对应的内壁密封结合的上、下活塞，两活塞在注射筒内分隔出密闭的可分装注射剂药物和稀释溶液的下部腔室和上部腔室，上、下活塞之间由活塞连接杆连接，上活塞与开口相对的一端连有一延伸至注射筒开口之外的上活塞杆。拉动上活塞杆使下活塞由筒体下段退至筒体上段，则上、下部腔室互通。本发明可同时将注射剂药物及稀释溶液贮存于同一注射器内，实现配药与注射一次性完成，具有操作简便、避免了配制注射液过程中产生的污染、使用成本低等特点。