本发明提供了一种基于轴对称状态的三维应力测试装置及其方法，包括土压力盒、五棱台基座、若干数据导线，所述五棱台基座由五个侧面和两个底面围成，所述五棱台基座的三个侧面和一个底面均设有凹槽，每个凹槽底部均设有导线连通孔且分别与其中另外一个侧面形心处设置的导线汇总孔连通，所述数据导线一端穿过导线连通孔连接设置在凹槽内的土压力盒、另一端连接数据采集系统。本发明有益效果是：该装置体积小、使用方便，方法简单，提高了三维应力测试装置的准确性，为准确监测轴对称状态下土体内部的三维应力状态提供了有力的保障，为工程的设计与施工提供了详尽的依据。