本发明公开一种紧凑式长时间工作固液火箭发动机催化床结构，属于固液火箭发动机领域，包括氧化剂催化床组件、发动机头盖、燃烧室壳体与催化床支撑架。氧化剂催化床组件为由氧化剂液体喷注面板、催化床环形外壳和氧化剂气体喷注面板构成的一体筒状结构，内部装填催化剂。氧化剂催化床组件通过催化床支撑架固定于发动机头盖内侧，以减小发动机整体体积。在催化床支撑架壁面和发动机头盖内侧分别粘接耐高温绝热层，用以对其在发动机长时间工作中进行热防护。催化床支撑架在催化床组件之后可形成一段过渡段，以避免燃烧室内高温燃气向催化床组件的流动和过量传热。