本发明涉及航空航天技术领域，提供一种分布式信号采集装置和运载火箭，其中装置包括多个信号采集模块；信号采集模块分散设置于运载火箭的各个级，与各个级中的传感器连接，用于获取各个级中传感器的测量信号；当前级的信号采集模块与上一级的信号采集模块通过LVDS连接，用于基于信号采集时间将当前级的信号采集模块获取的测量信号发送至上一级的信号采集模块，以及向上一级的信号采集模块发送时间同步请求，并接收上一级的信号采集模块发送的时间同步响应，基于时间同步请求的发送时间和接收时间，以及时间同步响应的发送时间和接收时间，调整信号采集时间。本发明提供的装置，提高了运载火箭的运载能力，提高了运载火箭信号采集的可靠性。