本发明实施例提供了一种高水压泥水平衡盾构综合模型试验装置及方法。该装置包括：模型土箱、盾构模型机、泥水循环系统和注浆系统，模型土箱包括：顶板、侧板、底板和密封钢板，盾构模型机包括：刀具、刀盘、盾壳、驱动轴、减速机、液压马达、调姿油缸、盾尾刷组成、模型管片、反力架和反推力油缸，泥水循环系统包括：泥浆泵、进泥管、出泥管、泥水循环箱和调压管，注浆系统包括注浆泵、注浆导管、注浆孔和压力表。本发明模拟高水压条件下(水压最高可达2MPa)泥水平衡盾构水下隧道掘进过程，并同步记录多项掘进参数，实现高水压条件下盾构掘进姿态研究、开挖面稳定和泥水劈裂研究、刀具磨损研究等多项功能。