本发明公开了一种同塔双回直流输电线路的暂态行波时域计算方法，包括以下步骤：计算出线路在不同频率下的串联阻抗矩阵Ｚ和并联导纳矩阵Ｙ以及矩阵ＺＹ和ＹＺ的特征向量矩阵ＴＵ、ＴＩ和特征值矩阵Λ；根据矩阵Ｙ、ＴＩ和Λ计算得到向量波阻抗矩阵Ｚｃ?ｐｈａｓｅ和时序波阻抗矩阵Ｚｃ?ｐｈａｓｅ?ｒ；分别对矩阵ＴＵ、ＴＩ、ＴＵ?１和ＴＩ?１进行矢量拟合得到ＴＵ?ｒ、ＴＩ?ｒ、ＴＵ?ｒ?１和ＴＩ?ｒ?１；分别对不同模量的前行波的传播系数ｅｘｐ（?γｍｘ）进行矢量拟合，得到对应的ｍ模的时序传播系数矩阵Ｈｍ?ｒ；判断故障类型，根据故障点的电路结构列写边界方程；计算出线路故障暂态电气量。本发明方法考虑了线路参数频变的影响，解决了同塔双回直流线路不平衡所带来的线路解耦问题。