本发明公开了一种利用丸粒动能与超声振动的复合喷丸装置及方法，所述装置包括超声波驱动组件、变幅杆和夹紧机构，所述夹紧机构用于将工件的一部分夹紧，所述超声波驱动组件与变幅杆连接，所述变幅杆与夹紧机构固定连接，超声波驱动组件用于驱动变幅杆，以带动工件进行超声振动；所述工件在进行超声振动时，外力驱动丸粒撞击工件除夹紧机构夹紧外的其余部分。本发明可以使具有一定动能的丸粒撞击正在进行超声振动的工件，将丸粒的动能和超声振动能量复合起来，实现对材料表面的强化，提高喷丸强化效果，不需要一般超声喷丸的放置工件和丸粒的专用密封仓，能够及时对破碎丸粒进行清理和分离，降低了成本，提高了工作效率，增强了强化效果。