提供了一种以纯氧为助燃剂的分流再压缩纯氧燃烧循环系统，燃烧室、燃气透平、余热锅炉、第一低压压气机、第一中冷器以及第一高压压气机依次串联，低压蒸汽透平、冷凝器、冷凝水泵、除氧器以及给水泵依次串联，余热锅炉的热端出口侧连接低压蒸汽透平的高温入口侧和第一低压压气机的入口侧，使从余热锅炉的热端出口侧流出的工质分流，给水泵的液体出口侧连接余热锅炉的冷端入口侧，在余热锅炉的冷端出口侧与燃烧室的入口侧之间设有高压蒸汽透平，高压蒸汽透平的低温出口侧与第一中冷器的冷端入口侧以及燃气透平分别连接，第一中冷器的冷端出口侧连接燃烧室的入口侧，热端入口侧连接第一低压压气机的出口侧，热端出口侧连接第一高压压气机的入口侧。