本发明公开了一种石油管内壁椭圆度测量仪及其测量方法，属于石油管计量技术领域。包括连接杆以及分设于连接杆两侧的定位单元和测量单元；连接杆一端通过孔与定位单元套接，连接杆所述端部上设有用于带动连接杆和测量单元在石油管内轴向旋转和径向滑动的旋转把手；定位单元和测量单元通过三个测杆分别连接一个测头；定位单元上还设有数显模块和第一位移模块，测量单元上设有第二位移模块，数显模块、第一位移模块和第二位移模块为电性连接。本发明通过定位和测量步骤，提高椭圆度的测量精度，同时使测量单元在待测石油管内壁滑动，重复定位操作和测量操作，对待测石油管内壁每个剖面的各点椭圆度进行测量，得到待测石油管的整体椭圆度。