一种曲面薄壁件厚度的检测方法，属于精密测量技术领域。首先，测量曲面薄壁件内外曲面数据，对曲面薄壁件的内外曲面规划测量轨迹，记为a、b。其次，基于精密测量机对曲面薄壁件的测量基准面以及内外曲面进行测量：获得测量基准面数据C；采用外曲面测量轨迹a测量曲面薄壁件外曲面，获得外曲面的数据A；翻转曲面薄壁件，获得测量基准面数据C’；采用内曲面测量轨迹b测量曲面薄壁件内曲面，获得内曲面的数据B。最后，对测量数据A、B、C以及C’进行处理，对处理结果进行评价。本发明可以克服人工测量时测量效率低下，测量结果受到技术工人水平限制的缺点；能够提高测量精度和测量效率，同时降低测量成本。