本发明公开了一种预燃级凹腔值班主燃级贫油直混的燃烧室及工作方法,包括燃烧室,所述的燃烧室包括机匣、火焰筒和火焰筒壁面,所述的火焰筒与火焰筒壁面之间形成凹腔,包括内凹腔和外凹腔,所述的外凹腔上连接有电嘴,所述的火焰筒壁面上阵列有多个旋流器和与之匹配的主燃级喷嘴。本发明通过对预燃级与主燃级的特殊的结构设计和布置,使得预燃级中的流动状态及几乎不受主燃级的流动影响,提高点火性能,拓宽火焰稳定范围；使进入主燃级的燃油和空气均匀混合,降低了NOx等污染物的排放；结构简单,燃烧室头部更加紧凑,减轻燃烧室重量；火焰筒壁面可以使更多的空气参与到壁面冷却,减少火焰筒壁面的热负荷,延长火焰筒寿命。