本发明公开了一种基于激光测距的城轨列车车轮直径检测方法及系统，包括以平行于轨道延伸方向安装于轨道内侧的两组2D激光位移传感器，两组传感器的激光源与轨道上表面处于同一平面。两组2D激光位移传感器探测获取车轮踏面轮廓线，通过坐标旋转变换将传感器坐标转换到与车轮内端面平行的平面内，获取车轮内端面横坐标，以此建立滤窗对数据进行干扰点滤除；提取距车轮内端面70mm处踏面点的数据，通过几何关系计算选取车轮轮心位于两组传感器激光光源中垂线上的那组采集数据作为计算数据，结合传感器安装参数，由几何关系得到车轮直径。本发明具有检测速度快、测量精度高、系统结构简单、安装方便、在线非接触式测量等特点。