本发明公开了一种全预制小箱梁式隐形盖梁结构体系及其施工方法，结构体系包括隐盖梁以及预制小箱梁；预制小箱梁包括小箱梁常规段以及小箱梁端部实心段；隐盖梁通过若干沿着横桥向布置的隐盖梁预制节段拼接而成；每一隐盖梁预制节段，均与两侧的小箱梁端部实心段之间形成嵌合抗剪箍筋体系，并张拉锚固有节段间耦合连接用预应力钢束，且节段间耦合连接用预应力钢束分布在预制小箱梁空心投影范围内，同时隐盖梁预制节段与每侧的小箱梁端部实心段之间均通过UHPC填充层浇筑连接成一体。由此可知，本发明所述的混凝土梁式桥结构体系，主体构件均为预制件，能够低成本地推广预制拼装结构的应用。