本发明公开了一种直接探测分布式声波传感系统的无衰落解调方法，包括：首先，获取探测脉冲，在前处理模块对探测脉冲进行过采样采集处理、低通滤波处理和微分计算处理得到第一输出结果；然后，在交叉相乘模块对第一输出结果进行相位解调交叉运算，得到强度输出项和交叉输出项；其次，在抽取模块对强度输出项和交叉输出项进行矩阵维度转化得到第二输出结果；在光纤空间区域划分模块对第二输出结果进行除法计算得到第一矩阵；最后，在后处理模块对第一矩阵进行光矢量加权叠加运算、低通滤波运算和时间维度数据点重组得到解调相位矩阵。在保证有效抑制衰落噪声的同时，无需额外的器件或光纤加入，系统复杂度低，有效降低了使用成本。