本发明提供了一种泥石流水石分离贮存系统。所述系统包括M个第一分离贮存模块和/或N个第二分离贮存模块，第一分离贮存模块位于第二分离贮存模块的上游；第一分离贮存模块能截留符合粒径要求的石块，并包括缓冲梳齿坝、第一石料贮库、第一入口沟道和第一回流沟道；定向缓冲梳齿坝包括第一翼墙、第二翼墙、基础以及定向缓冲桩；第二分离贮存模块能截留符合粒径要求的石块，并包括格栅坝、第二石料贮库、第二入口沟道和第二回流沟道；格栅坝包括第三翼墙、第四翼墙、护底以及至少一个格栅。本发明可对泥石流进行水石分离，减少对主沟道中筛分坝淤堵，提高了泥石流灾害的防治效果；且分级分离储存后的石料方便回收利用，具有一定经济价值。