本发明公开了一种用于流体渗透实验的非线性裂缝加工装置，包括上表面含切缝的半圆形钢管，钢管上表面为平面，半幅试件位于钢管内，钢管内部设有两根顶托杆，两根顶托杆分别从钢管的两端伸进钢管内，每根顶托杆的一端端部固接有固定块，两根顶托杆上的固定块分别顶在试件两端，每根顶托杆的杆体的下端依次设有若干螺栓A，两个固定块之间的钢管管体上设有至少三个用于支撑试件的螺栓B。本发明还公开了一种用于流体渗透实验的非线性裂缝加工方法。本发明解决了现有技术中难于对目标试件内部进行非线性裂缝加工的问题，并且削弱了圆柱形试件中部与外部压差对其细观结构特征的影响。