本发明公开了一种聚合物基碳纤维复合材料的高压水罐成形装置及方法。该装置包括高压水罐、控制系统、硅橡胶容器、超声发射器、数控伺服机构、真空袋、抽气管、热电偶信号线、热电偶、真空泵和高压气体增压泵。该方法包括：将装有毛坯的真空袋置于硅橡胶容器内并定位，向硅橡胶容器中注满经过去气处理的超声吸收液体并密封，将密封后的硅橡胶容器放入高压水罐中并关闭，同时注入去离子水，通过主控电路控制超声发射器扫描照射到超声吸收液体，从而使聚合物基碳纤维复合材料毛坯在该温度和压力下固化成形。本发明的方法具有相对独立的高温高压环境，结构简单、热效率高、能耗低。