本发明公开了一种地下水油品泄露溯源的方法。该方法包括以下步骤：1）气相色谱‑质谱测定待测油样的指纹特征，获得饱和烃总离子流色谱图和芳香烃总离子流色谱图，分别绘制正构烷烃浓度分布图和多环芳烃浓度分布图，并计算得到诊断比值；2）根据饱和烃总离子流色谱图、芳香烃总离子流色谱图、正构烷烃浓度分布图以及多环芳烃浓度分布图，结合诊断比值，判断待测油样的种类。本发明充分发挥了气相色谱‑质谱技术快速和灵敏度高的优点，较快获得油品组分信息，实用性强、重现性好，实现对常减压装置和催化裂化装置中的油样准确鉴别，为炼油厂常减压装置和催化裂化装置发生泄露的溯源提供鉴别方法。