本发明公开了一种模拟飞机油箱高速坠落试验系统及试验方法，涉及油箱坠落测试的技术领域，系统包括：油箱、无人机、悬停控制子系统、抛投控制子系统、坠落支撑子系统、数据测量子系统；油箱悬吊在无人机上；悬停控制子系统控制无人机的飞行高度；抛投控制子系统控制无人机上的油箱被抛投；所述坠落支撑子系统包括坠落板，用于接住被抛投的油箱；所述数据测量子系统用于采集被抛投的油箱坠落在坠落板时的图像数据和温度场数据。本发明能够模拟油箱的油箱坠落冲击过程，用于研究油箱坠落姿态、坠落速度、碰撞角度坠落面刚度对燃油抛洒分布特性的影响。