本发明公开一种明暗挖合建地铁车站增层连接处防水结构的施工方法，包括：S1、小导洞内部防水层施工及内部结构施工；S2、开挖边跨、中跨、铺设车站顶板防水层及增层连接处防水结构；S3、暗挖车站后续开挖及结构施作；S4、开挖基坑，施作明挖车站结构及防水层。本发明将明暗挖合建车站防水制定为分两期实施的防水体系，先对暗挖车站采用ECB防水板外包防水，再对基坑内增层结构采用SBS防水卷材进行外包防水，期间用竹胶板覆盖下层防水面，隔离了回填混凝土与结构顶板。本发明保证了后期破除暗挖车站多余结构期间暗挖防水结构不被破坏，消除了明暗挖交界处防水薄弱易发生渗漏水现象，具有施工方便、安全、经济、适用范围广的优点。