一种屋面雨水收集利用系统，包括储水单元及排水单元，其中储水单元固定铺设在由屋顶女儿墙围成的屋面区域内，排水单元固设在女儿墙墙体上；储水单元包括由下至上依次铺设的防水膜、蓄水层、砂石层及植被绿化层，其中防水膜铺设在屋面顶面及女儿墙的墙体上；排水单元包括溢流管、放空管及排水立管，其中溢流管穿透女儿墙墙体中部，放空管穿透女儿墙墙体根部；溢流管及放空管的一端均联通屋面区域内部，另一端均联通有固设在建筑外墙上的排水立管；屋面内固设有回用泵，该回用泵的进水端连通蓄水层内部，回用泵的出水端连通有雨水利用装置。该系统可采用植被及土壤净化水体，并具备防溢出雨水及积水冻结功能，且结构简单，成本低廉，易于施工。