本发明公开了一种回旋耐压壳等效模拟试验装置，包括底座，底座上端面设有围壁结构，对应围壁结构下端开设凹槽，所述凹槽上方设有等效试样，所述等效试样上方设有压盖，所述压盖下端与围壁结构内轮廓吻合，所述压盖与等效试样之间设有等效介质，通过压盖下端压于等效试样，所述围壁结构的外侧对应等效试样的位置设有红外检测器，所述底座的凹槽内设有激光测距仪和CCD工业显微镜；还包括A/D转换器、工控机、数据采集器、D/A转换器、监控器及驱动器；还公开一种回旋耐压壳等效模拟试验方法。本装置不需要完整的耐压壳和水压环境，在保证真实模拟水压试验的同时，节约成本，节省材料、能源和人力，简化试验设备，能够观测记录试件内部疲劳裂纹扩展。