随着土工膜广泛应用于水库大坝防渗，土工膜缺陷引起的大坝渗漏问题严重威胁着水库大坝安全和工程效益发挥。针对某土工膜防渗调蓄水库主坝渗漏问题，建立有限元计算模型，计算了土工膜缺陷位置、尺寸对主坝浸润线、渗流场位势等渗流特性的影响，分析了渗漏成因，并结合高密度电法、安全监测资料、补充地勘资料进行验证。结果表明，渗漏原因为主坝坝体填土压实度较低、部分具有湿陷性导致主坝沉降量大引起坝坡土工膜受拉破坏；随着土工膜缺陷位置上移，浸润线高程先增大后减小，且局部有凸起现象；膜后消杀水头随土工膜缺陷尺寸增大而缓慢减小，随缺陷位置上移先基本不变后显著增大；桩号0+070断面上游坝坡与库底交界处上方附近、桩号0+270断面上游马道附近土工膜发生破损。研究结果可为同类工程病险诊断、设计和运行管理提供参考。