本发明公开了一种路基沉降观测设备及其观测方法，涉及道路施工技术领域。包括沉降水杯、连接管以及测量系统；沉降水杯底部固定设有进水管、出水管以及排气管；进水管与测量管连接，出水管与抽真空装置连接，排气管与外界空气连通；连接管与测量系统的连接处还通过蓄水桶连接管连接有蓄水桶，此连接处设有连通三个管路的三向阀门结构。观测方法包括第一阶段，安装布设系统；第二阶段，对沉降水杯和连接管抽真空；第三阶段，测量液面高程。采用上述技术方案后，设备可实现路基施工期间的无施工干扰沉降观测，也可以进行使用期的长期观测，造价低，操作简便。