本发明公开了一种涂层长时高温弯曲实验装置及方法，属于高温力学实验技术领域。该装置包括应力加载器件，应力加载器件包括限位支架、可替换测试台、可替换压头及配重模块；其中，限位支架包括支撑杆及顶座和底座，支撑杆的两端分别与顶座和底座连接；可替换测试台设置于底座的朝向顶座的一侧表面；可替换压头用于对放置于可替换测试台的待测涂层试样施加压力；配重模块加设于可替换压头上以对可替换压头进行配重。该装置及相应的方法可在拓展涂层高温力学加载形式的同时以较低的成本解决长时高温力学加载难题，有利于研究涂层梯度应力条件下长时高温演变行为，进而为复杂构型热端部件表面防护涂层失效分析与长寿命设计提供基础与指导。