本发明提供了一种基于调用指令替换的故障注入方法。该方法包括：通过软件程序加载故障注入模块，加载时通过故障注入模块的参数指定故障注入的目标模块名称以及若干目标函数名称，通过故障注入模块在目标模块中注入故障；故障注入模块加载后，在模块通知链上注册回调函数，通过回调函数实现对目标模块状态的监测；当目标模块的状态改变时，内核将调用模块通知链上的回调函数，利用回调函数实现目标模块中对应目标函数调用的故障注入。本发明方法操作简单、使用灵活，所有故障函数均可自定义功能，在Linux操作系统中加载故障注入模块即可使用。可注入的故障种类丰富，故障行为可自定义，故障注入过程操作简单，具有故障自动恢复和故障再触发设计。