用于合金钢水下湿法激光熔覆的复合保护层及其制备方法，本发明属于材料加工技术领域，它解决现有水下湿法激光熔覆保护药皮防水性能较差，熔覆层易出现气孔、裂纹等缺陷的问题。该用于合金钢水下湿法激光熔覆的复合保护层由防水层、黑化造气层和除氢脱氧层组成，在熔覆合金粉末层表面依次涂覆除氢脱氧层、黑化造气层和防水层，其中，熔覆合金粉末层由合金钢粉末和粘结剂混合而成，防水层由环氧树脂与593固化剂组成；黑化造气层由合金钢粉末，CaCO3，环氧树脂及593固化剂组成；除氢脱氧层由CaF2，TiO2，CaCO3，Mn，Si，环氧树脂及593固化剂组成。本发明通过在合金钢的水下湿法激光熔覆过程中使用该复合保护层，所制得的熔覆层连续性好，成形质量高。