本申请实施例中提供了一种高速旋转机械试验装置，包括：机架，机架的顶部具有安装板；旋转轴组件，沿竖向贯通安装板设置，旋转轴组件位于安装板上方的一端用于固定试验件，旋转轴组件能够绕自身轴线转动，以带动试验件旋转；承力组件，位于安装板的上方，且套装在旋转轴组件的外侧，旋转轴组件能够相对于承力组件转动，承力组件用于对旋转轴组件进行支撑。本申请中，在机架上设置安装板，旋转轴组件沿竖向贯通安装板设置，旋转轴组件位于安装板上方的一端固定试验件，以实现倒立式设置；通过在安装板的上方设置承力组件，其套装在旋转轴组件的外侧，以对其轴向进行支撑，对抗突加大不平衡力。