本发明提供了一种3D立体封闭腔框架结构及其成型制备方法，包括步骤S1、在水溶性模具芯模小块的各个面、减轻口模具块凹槽及侧立面上铺放纤维和树脂复合材料的预浸料；S2、将各分区水溶性模具芯模小块以及减轻口模具块分别预压，形成各分区面板结构；S3、利用成型模具组装框架结构，以及进行框架结构蒙皮的铺放；S4、利用成型模具对待成型的框架结构进行预压实并进行固化；S5、拆除成型模具并除去水溶性模具芯模小块以及减轻口水溶性模具块。本发明通过在产品减轻口引入工艺翻边的形式，做到纤维铺放角度与纤维连续性的统一，简化了蒙皮纤维铺放角度与连续性的设计，突破和克服了传统2D面内板式框架结构特点以及装配式立体框架的缺陷。