本发明提供了一种二维弹性体拉伸夹持装置，包括相互配合的第一T形延伸杆和第二T形延伸杆，第一T形延伸杆由延伸外杆和横杆组成，第二T形延伸杆由延伸内杆和横杆组成，第一T形延伸杆的后侧中部向前开设有十字形凹槽，且十字形凹槽的侧面与延伸外杆的侧面连通构成滑槽，第二T形延伸杆的延伸内杆与十字形凹槽相适配，延伸内杆的前端设有矩形拉杆，横杆两端均安装有夹具，夹具包括自上而下依次设置的上夹板、下夹板和矩形空心滑槽。本发明的有益效果在于：不仅可以实现二维弹性体的单向拉伸，还可以实现双向拉伸，可以适应更多不同的拉伸实验需求。