本发明涉及一步法制备多臂支化结构的聚羧酸高效减水剂，其特征在于，该方法具有以下工艺步骤：采用分子量调节剂：0.5～1%，丙烯酸：15～21%，去离子水：79～82%，搅拌溶解，混合均匀，得到A溶液；采用多元醇：0.05～0.5%，不饱和聚醚：43～45%，氧化剂：0.5～1.6%，去离子水：53～55%，搅拌使不饱和聚醚溶解，混合均匀，得到B溶液；25～50℃，在恒温、搅拌条件下向B溶液中滴加A溶液，滴加速度为5～20滴/min，A溶液与B溶液的体积比为1 : 3，滴加完毕后再恒温反应3～6 h，反应完毕，冷却至室温后，用液碱调节pH至6～7，即可得到具有多臂支化结构的聚羧酸高效减水剂。