双旋翼纵列式直升机机身前后各有一个旋翼塔座，两副旋翼分别安装在两个塔座上，两副旋翼完全相同，但旋转方向相反，它们的反作用扭矩可以互相平衡掉。

这种结构型式的直升机的突出优点是纵向重心范围大，因此可以将机身设计得比较庞大。它比较适用于中型和大型直升机。双旋翼纵列式直升机的明显缺点是结构复杂。此外，从气动力上来看，前旋翼尾涡对后旋翼会产生气动干扰，后旋翼总是处在非常不利的气动环境中。为降低前旋翼尾涡对后旋翼的气动干扰程度，通常把后旋翼装得高一些。

这种型式的直升机其俯仰惯性和该转惯性较大，机身气动力矩不稳定，偏航操纵效率较低这些都会对直升机的稳纵品质产生不利影响。

双旋翼纵列式直升机有名气的是美国的 CH-47“支奴干” 1。在越南战争初期，美国曾将大量的CH-47直升机投入战场，以运送兵员和物资。由于该直升机机体大，机动性差，没有自卫能力，所以被击落不少。