本发明涉及一种多地层逐层酸化分层注水的方法，包括如下步骤：向套管中下酸注一体管柱，正循环出液正常后，正替预处理液，然后投31mm钢球，落入酸化单流阀，水泥车正打压使两封隔器坐封；水泥车继续升压，将内套球座的剪钉剪断，落入涂料油管中；然后将下层酸液送至井下，从筛管流出进入下注水层；投40mm密封钢球，通过智能注酸阀向中注水层注酸；再投48mm可溶球落入开关阀坐封，打压使开关阀筒壁的酸液通道打开，接着将上层酸液注入上注水层；然后关井，三地层继续酸化；酸化反应完毕后，可溶球溶解；智能注酸阀关闭后，进行投捞和验封测试合格后，正常注水。该方法只需要起下一趟管柱，作业成本低，占井周期少，可降低油田开发成本，环境效益好。