本发明提供了一种椭圆轨道伴飞构型初始化的双星协同变轨方法及系统，包括：步骤S1：根据初末状态的轨道根数，分别计算主从双星的脉冲速度增量序列；步骤S2：设定主星脉冲间的间隔圈数，计算主星的第一次点火维度幅角，从而确保最后一次脉冲施加后纬度幅角满足指定值；步骤S3：设定从星脉冲间的间隔圈数，根据主星的点火纬度幅角和预设近地点幅角差值，计算从星的第一次点火纬度幅角，从而确保最后一次脉冲施加后主从双星近地点幅角差值满足指定值；步骤S4：采用J2摄动轨道动力学方程对卫星运动进行描述，建立第一次点火纬度幅角和变轨结束后双星近地点幅角差的约束方程，采用SQP算法，迭代计算控制变量。