本发明公开了一种圆柱形液压油缸外壁清洗熔覆复合加工设备，包括机台、可回转地设置在所述机台上且用于夹持待加工液压油缸的夹持座、由机械手臂驱动运动的激光熔覆头与激光清洗头，以及发出激光束的激光器，所述激光熔覆头包括近端与所述激光器连接且具有激光入射通道的导光座，以及设置在所述导光座远端的熔覆加工头，所述激光清洗头包括近端与所述激光器连接且具有激光投射通道的清洗工作头。加工过程中仅需驱使待加工液压油缸旋转，以及驱使激光清洗头与激光熔覆头沿待加工液压油缸的长度方向平移运动即可，加工操作方便且效率高，能够实现油缸外壁激光清洗并在其外壁上形成熔覆层，从而达到使得待加工液压油缸外壁表面改性或修复的目的。