本发明提供了一种回转体的激光喷丸复合滚压强化的装置及其方法，包括激光发射装置、光路输送装置、数控平台和滚压头；所述激光发射装置用于产生激光束；所述光路输送装置一端用于输入激光束，所述光路输送装置另一端安装滚压头，所述滚压头与回转体接触，用于使激光束透过滚压头对回转体表面激光喷丸的同时对回转体表面滚压强化；所述数控平台通过第一旋转装置固定回转体；所述数控平台通过第二旋转装置固定所述光路输送装置，用于使滚压头绕回转体旋转。本发明通过调整滚压头内压力弹簧以获得所需滚压载荷，通过光路系统引导激光并实现激光喷丸工艺的自动调焦，能够精确地实现复杂曲面的复合表面强化。