本发明提供一种悬索桥主缆缠丝试验装置及试验方法，装置包括主缆模型和张拉组件；主缆模型用于将缠丝缠绕在其外表面，缠丝的起始端和终点端通过锚具固定在主缆模型上；主缆模型包括模型本体，模型本体为两端贯通的管型结构，模型本体上开设有伸缩缝，伸缩缝由模型本体的一端延伸至另一端，以使模型本体能沿其径向形变，模型本体上设置有刚度补偿结构，用于补偿模型本体的径向刚度；张拉组件设置在主缆模型的一侧，用于对缠丝的加载段施加张力。本发明能够随时地、自主调节试验参数地开展主缆缠丝的张力损失、缠丝防护机理、施工优化技术等各类试验。另外，整体装置构造简单，容易加工制造，各零部件均采用装配化连接，方便拆卸与调节。