本发明提供一种三维可视底水油藏物理模拟装置，该装置包括：框体、可视面板、渗流隔板、压盖，所述压盖设置在所述框体的顶端；所述框体、所述可视面板和所述压盖构成一个密封的立方体，所述渗流隔板位于所述框体内部，将所述框体分为上下两层；所述渗流隔板上部铺设粒状多孔介质；所述粒状多孔介质中设有多个用于模拟井筒的管柱。该装置能够对不同油藏厚度、不同井网井型、不同驱替方式的底水油藏进行精确的可视化物理模拟实验，从而能够利于研究人员更加准确的研究底水油藏中油水渗流规律，进而指导底水油藏的开发。