本发明属于分布式光纤传感技术领域，具体涉及一种超长距离的高空间分辨率拉曼光纤双参量传感系统和方法，系统包括脉冲激光源和混沌激光源，混沌激光源与所述第一耦合器输入端连接，第一耦合器的输出端分别与第二耦合器的一个输入端和第二光电探测器连接，脉冲激光源的输出端与第二耦合器的另一个输入端连接，第二耦合器的输出端与波分复用器的第一端口连接，波分复用器的第二端口与第二光开关的输入端连接，第二光开关的两个输出端分别与传感光纤的两端连接，波分复用器的第三端口与第一光电探测器连接；本发明通过混沌脉冲激光和不同脉宽的两种脉冲激光在传感光纤中产生的反斯托克斯光，计算温度和应变信息，提高了传感距离和空间分辨率。