本发明提供了一种乏燃料水池水下激光焊接试验装置及试验方法，该装置包括模拟水池装置(1)、激光器(2)、水冷箱(3)、控制装置(4)、加压装置(5)、水下激光焊接移动定位装置(6)；乏燃料水池水下激光焊接试验装置结构简单，操作方便，试验成本低，可以模拟不同水深的焊接工况；水下激光焊接头完全置于水中，可用于指导工程项目水下激光焊接工艺的制定；试验装置采用模块化设计，独立拆解后可用于乏燃料水池底板的激光修复焊接，避免原临时封堵等应对措施带来的有效期短、施工不便等问题。