本发明公开的一种高效的不确定性柔性多体系统动力学响应预测方法，属于不确定性柔性多体系统动力学领域。本发明实现方法为：采用绝对节点坐标公式ANCF建立确定性柔性多体系统动力学的微分‑代数方程。将不确定性的参数引入柔性多体系统模型的方程中，形成不确定性微分‑代数方程。利用信号分解方法将系统的输出响应分解为多个振动形式的单分量信号和一个趋势项信号，然后将每个单分量信号表征为瞬时幅值和瞬时相位的形式。基于压缩感知，在每一个时刻下分别建立瞬时幅值和瞬时相位以及趋势项的稀疏多项式代理模型。根据所构建的代理模型，实现不确定性柔性多体系统动力学响应的高精度高效率的预测。本发明尤其适用于大型复杂系统动力学响应的预测。