本实用新型公开了一种基于光纤光栅的一体式三维应力传感器，包括基座和设置在所述基座上的传感组件，所述基座呈五棱台状，其包括相互平行设置的顶面板与底面板，以及位于所述顶面板与所述底面板之间且依次相接的五个梯形侧面板；所述传感组件包括通过光纤依次串接的六组光栅传感器，其中一组所述光栅传感器嵌设在所述顶面板的内部，其余五组所述光栅传感器分别嵌设在五个所述梯形侧面板的内部，且所述光纤自所述底面板向外穿出。该三维应力传感器真正地实现单一传感器测试三维应力，同时也减小了传感器的整体体积，还将三维压力传感器的测试线减少为一根而避免测试线的复杂，大幅地降低了对测试岩土介质内应力场的干扰，提升了测试的准确度。