本发明公开了一种长区间隧道冻结法施工冷却水二次降温系统，包括中温清水箱、中温清水泵、高扬程清水泵、用于为冷冻机组回路冷却水降温的中温冷却塔、用于为所述中温清水箱内部分一次冷却水降温的冷却水二次降温冷冻机，所述冷却水二次降温冷冻机通过管路向中温清水箱混合区提供二次冷却水，所述一次冷却水与二次冷却水在中温清水箱混合区按规定的流量比混合形成混合冷却水，所述中温清水箱混合区通过管路向工作面的冷冻机组提供混合冷却水；本发明特别适合于地下长距离隧道内冻结施工及炎热的夏季地面施工，可解决常规冻结冷却水温度高的难题，实现对冷冻机组的有效降温，大幅提高环境散热不佳工况时的制冷效率，保证冻结施工的正常运行。