本发明涉及分布式光纤传感领域，公开了一种基于无时延混沌激光的高精度动态应变监测装置及方法，装置包括无时延宽带混沌激光源、光纤耦合器、电光调制器、微波信号源、可编程光延迟发生器、连续光放大器、传感光纤、半导体光放大器、脉冲信号发生器、脉冲光放大器、光环形器、波分复用器、第一光电探测器、可调谐光滤波器、第二光电探测器和高速数据采集与分析系统。本发明利用无时延宽带混沌激光消除混沌布里渊增益谱双峰效应，拓宽动态应变测量范围；利用双斜坡辅助技术和混沌后向拉曼散射补偿提高了动态应变测量精度，实现长传感距离、高测量精度兼顾的分布式光纤动态应变监测系统。