本发明公开了一种同塔双回高压直流输电线路行波保护方法，包含以下步骤：在某一线路频率下针对单回线路的阻抗矩阵和导纳矩阵乘积进行解耦得到不对称解耦矩阵；利用不对称解耦矩阵求取地模波和线模波；同时各极线利用所定义模量Ｅ的电压变化率作为启动判据，判别系统故障；利用所定义模量Ｅ的一次导数与幅值的比值区分区内外故障；利用地模波幅值和线模波幅值判别单一回路内部双极故障；利用地模波和线模波线性组合的积分比值区分单极接地故障的故障极线。本方法具有灵敏度高、运算量小、只需单回线路信息、判断时间短、受过渡电阻影响小、能够判别故障类型和实现故障选线等优点。