本发明提供一种新型井下双向无线通信系统及方法，该新型井下双向无线通信系统包括地面部分、井下部分和射频信号小球，该射频信号小球分为控制小球和反馈小球，该地面部分向该控制小球中写入控制信息后，该控制小球从井口下沉入井中，在经过该井下部分时，该井下部分读取该控制小球中的控制信息，调节井下开关阀的开度，将需要反馈的信息写入到该反馈小球中，并释放该反馈小球到井液中，该反馈小球在井液中上浮至井口，该地面部分读取该反馈小球中的反馈信息并进行信号处理。该新型井下双向无线通信系统及方法施工便捷，结构简单，能够实现井上和井下双向即时通信，为油田实现可靠稳定长寿命智能注采提供了一条新的技术路径。