本发明涉及一种低温下压力在线监测试验装置及试验方法，该装置包括：试验罐体、压力在线监测装置、液体压力表、气体管路、气体压力表、气体充压装置以及高低温试验箱；其中，试验罐体中盛装有预设体积的绝缘油；试验罐体放置于高低温试验箱中；压力在线监测装置和液体压力表均连接于试验罐体的取样口处；气体充压装置通过气体管路与试验罐体相连接，气体压力表连接于气体管路上；气体充压装置与气体管路之间设置有第一阀门，试验罐体与气体管路之间设置有第二阀门。该低温下压力在线监测试验装置能够调整试验罐体中的气体压力和试验温度，使其具备可对不同气体压力下和不同温度下的压力在线监测装置的低温试验能力。