本发明公开了一种压水堆样水气液分离装置及裂变气体测量方法，装置包括样水循环管路、气液分离管路以及取样器：样水循环管路包括依次连接的样水入口、取样阀、第一三通阀、脱气器、第二三通阀、截止阀，以及样水出口；气液分离管路包括氮气输入控制管路、与氮气输入控制管路依次连接的第三三通阀、脱气器、第二三通阀，以及滗析器，滗析器还与第三三通阀连接；取样器与滗析器连接，用于收集裂变气体。本发明的压水堆样水气液分离装置，通过样水循环管路取得具有代表性的压水堆样品，通过气液分离管路分离出裂变气体，然后对分离得到的气体进行测量，可以大大降低裂变气体的检出限，提高检测的灵敏度和准确性。