本发明公开了一种海绵城市源头控制设施设计的优化方法,包括以下步骤:设定目标区域的背景参考值,其中,所述背景参考值包括水量背景值和水质背景值;根据所述目标区域的用地类型和土地条件,确定设施类型,进行第一层次概化模拟进行整体匡算确认满足总量控制要求,从而确定设施规模;以概化模拟得到的设施规模为基础设计设施具体参数,精细化模拟确认设施的设计参数满足控制要求,作为编制施工设计图的依据。本发明具有如下优点:对目标区域源头控制设施的设计进行阶段具体划分并明确各阶段目标,而能充分应用模型对源头控制设施的不同模拟方式,进行分层次模拟,有利于分级控制,由整体概括到局部精细,提高规划设计的效率。