本发明提供一种运载火箭分离试验系统及方法，包括：设置在运载火箭上的飞行控制计算机、点火装置、电池模块、信号采编模块；与运载火箭电连接的地面测控模块；第一指令信号输出后，信号采编模块获取电池模块转电动作执行数据；第二指令信号输出后，信号采编模块获取所述点火装置的点火控制时序数据；信号采编模块根据所述电池模块转电动作执行数据和点火装置的点火控制时序数据，得到数据周期帧；信号采编模块将数据周期帧传输至地面测控模块，判断数据周期帧与预设周期帧是否相同。本方案试验安全性高，能够完全贴近于真实飞行状态，完整、精确的验证运载火箭在飞行时所有设备工作状态、分离情况，增加了测试覆盖性的同时降低了试验成本。