本发明公开了一种三维注浆模型试验装置及试验方法，包括竖直方向上依次连接的第一反力板、第二反力板和第三反力板；第一反力板和第二反力板之间安放围压反力腔，第二反力板和第三反力板间安放轴向加载模块；围压反力腔的内设有被注岩体装载模块及围压伺服加载模块；被注岩体装置模块内布置与数据处理模块相连接的传感器，传感器与数据处理模块相连。实现了室内注浆试验中三维地应力条件和地下水环境的稳定加载，有效保证了试验条件与被注岩体原始条件的一致性，为注浆理论研究提供了强有力支撑。