本发明公开了一种水下双向数据高速传输系统，包括：水下采集传输平台、水上中转平台以及水上监控平台：水下采集传输平台用于采集水下环境信息，并通过两路光纤通道与水上中转平台进行双向传输；水上中转平台用于对获取的水下环境信息进行处理，并通过以太网发送至水上监控平台，以及通过以太网接收水上监控平台发送的控制指令，并通过光纤通道发送至水下采集传输平台；水上监控平台用于对接收的水下环境信息进行监控，以及负责水下设备控制指令的发送。本发明用于水域侦察及水下设备的实时控制，可将水下高清视频及各类传感数据无压缩、实时、远距离传输到水面。