本发明公开了一种水冷式内复叠制冷系统，旨在提供一种采用水冷凝方式，制冷效率高，系统平衡时间短，运行稳定，结构简单的水冷式内复叠制冷系统。包括压缩机、水冷却系统、水冷冷凝器、汽液分离器及其内的水冷却器、冷凝蒸发器及其内的高沸点工质蒸发器、保温箱体及其内的低沸点工质蒸发器、第一回热器和第二回热器，所述水冷冷凝器和汽液分离器内的水冷却器分别与所述水冷却系统连接。由于采用了水冷凝方式，在汽液分离器中采用水冷却器冷凝高沸点工质蒸汽，水冷却器中的水和冷凝器共用一套水系统，从而提高了高沸点工质的利用效率，亦即提高了整体系统的能效比。而且结构简单、系统平衡时间短，能很好的实现制冷系统控制。