本发明提出了一种基于GPU的时分MIMO雷达信号处理方法，主要解决现有基于CPU的MIMO雷达信号处理速度慢的问题。其方案是：在CPU和GPU端分配内存；将时分MIMO雷达信号的回波数据拷贝到GPU中；在GPU中对时分MIMO雷达信号的回波数据依次进行去斜加窗处理、动目标检测和动目标显示处理、波束形成处理和恒虚警检测处理；将GPU中恒虚警检测处理后的数据拷贝到CPU端，完成对时分MIMO雷达信号的处理；本发明极大地提高了对MIMO雷达信号处理的速度，可用于对城市低空目标的探测。