本发明提供了一种曲面工件的智能随形激光扫描加工方法，包括：将激光加工头挂载在多轴运动机构上；在激光加工头上安装N个激光测距传感器；激光测距传感器每隔时间T测量一次，通过多个测量点坐标实时构建测量点对应的曲面拟合三角形面片或多边形面片，求解其拟合法线和法线‑面片焦点作为参考激光入射基准方向和参考聚焦基准点；并控制多轴运动机构实时连续调整激光加工头的空间姿态和方位。本发明可以实现自动跟踪曲面外形而自动调整加工头相对姿态，足够精确地保证激光加工焦距准确和近似垂直方向入射，自动完成大曲面工件的扫描加工，实现智能化曲面随形激光扫描加工效果。本发明还同时提供了一种曲面工件的智能随形激光扫描加工装置。