本发明提供一种机械式立体停车设备，可实现小型化，并可利用升降机、各层存放架、环绕装置的同时运转，在短时间内连续进行入库、出库作业。本发明的机械式立体停车设备，具有：上下留有间隔的方式构筑的自行车存放架（2）；将自行车存放架（2）上的自行车（1）以竖立状态沿水平方向搬运的自行车搬运机构（3）；将自行车移载升降至指定层的上述自行车存放架（2）上的自行车移载机构（4）。其中，自行车存放架及自行车移载机构（4）分别设有将U字形或V字形自行车车轮插入保持体，以梳齿状留有间隔的方式设置于上述保持体安装杆同一方向的单侧面，从而形成自行车车轮插入保持体（21）及自行车车轮插入保持体（43）；还设置有通过移载自行车保持机构进行保持的移载自行车承接部，该移载自行车保持机构位于自行车车轮插入保持体（21）与移动自行车车轮车轮插入保持体（43）不会干涉的位置，使各个中心线在垂直方向上呈一致的角度设置而成。