本发明公开了一种双读数头长距离外差混频激光测距装置及方法，以解决现有激光测距方法不能满足长距离测量的问题。具体包括单频激光器，发射入射激光；第一分光棱镜，设在入射激光光路上，形成参考光和测量光；第二分光棱镜，设在测量光光路上，形成低精度测量光和高精度测量光；第一声光调制器和高精度测量读数头，沿高精度测量光出射方向依次设置；第二声光调制器和低精度测量读数头，沿低精度测量光出射方向依次设置；第一光电接收器，设在参考光光路上；第二光电接收器，设在高精度测量读数头背向待测基准镜一侧；第三光电接收器，设在低精度测量读数头背向待测基准镜一侧；上位机，与第一至三光电接收器连接，用于计算长距离位移测量结果。