本发明公开了一种基于寿命多层次递进预测的复杂产品全流程设计方法。首先采集现场的设备样本数据，并用平均秩次法处理设备样本数据；结合灰色关联度法对不同分布模型进行匹配识别，进而确定针对设备样本数据最优的全流程寿命分布模型；根据最优分布的全流程寿命分布模型处理获得模型参数，再通过解析法结合建立目标函数进行线性回归法参数估计，获得模型参数的估计值，并利用模型参数的估计值准确预测获得设备样本数据的寿命结果。本发明提出的多层次递进法选出的全流程寿命分布模型与工业汽轮机全流程寿命分布的实际状况匹配度佳，能较好地解决工业汽轮机全流程寿命分布模型匹配过程中存在的不确定性的问题，提高了模型匹配的准确性。