本发明属于大型水轮发电机检测技术领域，特别涉及一种发电机组定转子内部检查处理作业装置。包括周向导轨机构、移动车、径向伸缩机构、垂直升降机构及可更换作业工具，其中周向导轨机构设置于发电机组转子上，移动车设置于周向导轨机构上，且能够在周向导轨机构上行走，垂直升降机构通过径向伸缩机构与移动车连接，可更换作业工具设置于垂直升降机构上，垂直升降机构携带可更换作业工具能够进入定转子间隙内，垂直升降机构驱动可更换作业工具进行升降，可更换作业工具基于对发电机定子槽楔的敲击作业声音实现对发电机定子槽楔松紧度的检测。本发明通过狭长间隙进入待作业空间进行检查处理作业，该作业装置尺寸小、结构简单和易于实现。