本申请涉及一种地下室外墙防水结构及其施工方法，属于建筑工程的技术领域，地下室外墙防水结构包括底板和外墙本体，所述外墙本体固定于底板上，所述外墙本体的背水面设有第一防水卷材，所述底板上设有第二防水卷材，所述第一防水卷材和第二防水卷材一体成型设置，所述外墙本体的迎水面设有迎水面防水支护机构；所述防水支护机构包括支护组件和防水组件，所述支护组件设于底板上，所述支护组件与外墙本体的迎水面连接，所述防水组件包覆于支护组件上且延伸至外墙本体的迎水面顶端，所述底板上设有第三防水卷材，所述防水组件与第三防水卷材连接。本申请能够减少水分渗入外墙本体，具有提高外墙本体耐久性的效果。