本发明公开了一种路基土石混填设备及方法，设备包括依次连接的进料输送装置、石料储存装置和石料铺设装置，石料铺设设置包括石料排列架、若干个石料下落滑道、排列驱动机构和推送机构，大块石料大面朝下放置在进料输送装置上，大块石料在重力作用下从输料存储装置运动到石料排列架上，并在排列驱动机构的驱动下沿水平方向横向分布，然后推送机构将多个排布好的大块石料一同推至石料下落滑道，多个大块石料沿石料下落滑道一同下落至基底层上，实现多个大块石料的同时铺设，从而提高了铺设效率；方法包括将大块石料、小块石料和土料依次铺设，防止路基中存在空隙而导致路基日后发生沉降。