本发明公开了一种激光除膜设备，包括机架、传送机构、搬运机构以及激光除膜机构：所述传送机构设于机架，用于传送工件；所述激光除膜机构用于去除工件膜层；所述搬运机构包括弯折臂、翻转组件、移臂组件；所述弯折臂上设有若干吸盘，所述吸盘用于吸附在工件底面；所述翻转组件用于驱动弯折臂翻转一预设角度，从而使工件翻转至竖直状态；所述移臂组件包括移臂导轨、设于移臂导轨的移臂滑块以及移臂驱动组件，所述弯折臂设于移臂滑块，所述移臂驱动组件驱使移臂滑块和弯折臂沿移臂导轨滑动，从而移出传送机构的传送路径。本发明还公开一种使用激光除膜设备进行激光除膜的方法。本发明提供的激光除膜设备及除膜方法，工件变形小，除膜效果好。