本申请属于发动机转子性能测试领域，特别涉及一种发动机运行状态转子叶片扭转角度测量系统及方法；测量系统包括：至少两个第一传感器，设置在机匣的内环面上，且布置在同一个待测转子叶片轴向位置的前缘和尾缘处；信号处理与采集模块，用于接收传感器数据并将数据转换为待测转子叶片的前缘与尾缘的叶尖到达时刻数据；转速传感器，用于检测待测转子叶片的转速；扭转角处理模块，用于计算获得转子叶片扭转角。本申请的发动机运行状态转子叶片扭转角度测量系统及方法，以一阶扭转及其测量为基础，提出了切实可行的测量方法、模型及公式，其测点布置简单，计算相关的参数容易获取，易于在发动机上实施，在扭转角测量中具有指导性意义。