本发明提出了一种页岩水化膨胀应力测试装置和方法，所述装置包括岩芯水化池，所述岩芯水化池内放置岩芯试样；以及设置在所述岩芯水化池侧壁上的膨胀压力采集装置，所述膨胀压力采集装置接触并支撑所述岩芯试样的侧壁；其中，所述岩芯水化池加持所述岩芯试样，并对所述岩芯试样注入水化工作液，通过膨胀压力采集装置能够监测岩芯试样的膨胀压力随时间的变化曲线。本发明所述方法可以同时测量页岩在平行层理和垂直层理方向的膨胀应力，为页岩水化膨胀力学特性基础研究提供技术手段。