本发明涉及模锻成型技术领域，提供了一种大直径薄壁球壳类整体模锻件的设计方法；通过成型载荷与材料利用率两个指标来综合分析并确定球壳段的设计余量，可实现大直径薄壁球壳类整体模锻件的精密设计，使锻件成型时在保持较低成型载荷的情况下具有较高的材料利用率，为大直径薄壁球壳类锻件的整体模锻成型奠定基础，使大直径薄壁球壳类锻件的整体模锻成型成为可能。本发明还提供了一种大直径薄壁球壳类整体模锻件的锻造方法，可根据实际生产设备的能力和锻件材料的利用率要求，通过准确设计球壳段的设计余量，从而达到在模锻时兼顾成型载荷与材料利用率的目的。