本发明提供了一种高海拔严寒地区隧道防寒保温系统及其搭建方法，属于寒区隧道施工及冻害防控技术领域，为解决穿越高海拔严寒地区危险坡体隧道结构因冻害而破坏的问题。高海拔严寒地区隧道防寒保温系统包括隧道保温层与排水结构，隧道保温层包括由内向外依次布设的二次衬砌、土工布A、防水板、土工布B与初期支护；排水系统包括衬砌背后排水机构和中心排水管，衬砌背后排水机构沿隧道拱墙环向布设，中心排水管铺设在隧道底部的中间位置处。隧道保温层极大程度减少围岩水进入保温衬砌结构，一旦进入也能及时排出，同时采用双层保温结构，能极大减少低温的侵入程度，实现高寒地区隧道保温层的快速施工，有效提高了保温措施的使用年限。