本发明公开了一种深海地震垂直缆二次定位方法，包括如下步骤：步骤1，采集原始地震信号；步骤2，激发点定位；步骤3，初至时间自动拾取；步骤4，建立基于等效速度的初至走时方程，基于初至走时方程建立函数，并利用牛顿迭代方法进行全局最优计算，求解得到垂直缆每个检波点的坐标，并利用道间距判断坐标误差；步骤5，选择不同时间段的激发点，按照步骤2至步骤4的方法定时进行垂直缆的二次定位，从而计算出垂直缆的位置变化。本发明所公开的方法能够提高地震数据处理以及解释的精度，为最终地质成果提供位置信息支撑。