一种薄壁方管连续约束淬火装置，包括纵向约束系统、横向约束系统、喷水系统，纵向约束系统由纵向约束辊组、纵向液压位移装置、辊道传动轴、传动电机及减速箱组成，伺服控制系统控制液压缸带动上纵向约束辊升降，实施恒位置闭环控制；横向约束系统结构与工作原理与纵向约束系统相似；喷水系统由大/小喷水单元、横移机构组成，依据方管规格自动切换水雾喷嘴；多组纵向/横向约束系统和喷水系统交替布置，对方管实施连续约束淬火。本发明解决了方管淬火过程变形大、淬火均匀性差、生产效率低等问题，实现按工艺路径柔性化淬火，多种冷却模式有利于实现方管组织性能调控，有效改善方管力学性能和服役性能。