本发明公开了一种隧道穿越活动断裂带多节段衬砌结构及施工方法，包括在隧道位于活动断裂带两端的洞身设置若干段第一衬砌结构，在隧道位于活动断裂带两端过渡段的洞身设置若干段第二衬砌结构，在隧道位于活动断裂带的洞身设置若干段第三衬砌结构，第二衬砌结构的节段长度＜第一衬砌结构的节段长度＜第三衬砌结构的节段长度。本发明的衬砌结构节段与其周边地质的刚度比相对较小，地震发生时，作用在衬砌结构节段上地震内力峰值也相对较少，从而减少了对衬砌结构的破坏。另外，节段间保持相对独立，当地震发生时，衬砌结构的破坏集中在节段连接部位或结构局部，不会导致衬砌结构连续、整体破坏，以保证地震发生时衬砌结构的安全性。