本发明属于市政施工技术领域，具体涉及一种模拟深井抽水引发地层塌陷的物理模型试验系统及方法，包括承载实验箱，内设用于形成地应力环境的实验土层；分层式抽水滤土机构，设置在所述实验土层竖直方向的中心，用于模拟抽取并分离地下水土混合物，包括由内向外依次设置的抽水管、土水分离层、分层载土器和抽水滤层；地下水位控制机构，用于控制实验土层的地下水位，包括设置在所述实验土层底部的地下水注水管；抽水控制机构，用于控制所述分层式抽水滤土机构的抽水压力和抽水量，与所述抽水管连接。