本发明公开了一种组织与性能均匀化钢材的非均温控轧控冷工艺，包括铸坯加热、粗轧和精轧在内的工艺步骤，以上工艺步骤的参数包括：步骤一、铸坯高温均匀化：铸坯在1050~1250℃进行高温均匀化；步骤二、铸坯快速冷却：借助均布冷却水喷嘴的快速冷却装置、将铸坯的上下表面及两侧面同时冷却，在15~25秒内、铸坯表层温度降为500~750℃，在沿铸坯的厚度方向和轧制方向两个维度上形成心部温度低于表面温度500~750℃的非均温温度场；步骤三、粗轧：快速冷却后的铸坯进入粗轧机进行3~6道次的轧制；步骤四、精轧：进行3~8道次、总变形量为30~70%的精轧，形成组织均匀细小、性能均一稳定的中厚钢板。