本发明公开一种空间曲率管材试样的拉深模具，包括拉深冲头、压边圈、压边圈连接板、拉深凹模，压边圈设置于压边圈连接板的底部，压边圈的底部为与拉深坯料顶面相适配的曲面，压边圈、压边圈连接板均具有允许拉深冲头通过的拉深孔，拉深冲头可滑动地与压边圈、压边圈连接板相连，拉深凹模的顶面为与拉深坯料底面相适配的曲面，拉深冲头能够穿过拉深孔并伸入拉深凹模的型腔内，拉深冲头伸入拉深凹模的部分的形状与拉深凹模的型腔相匹配。本发明还提供一种空间曲率管材试样的拉深工艺，能够实现管材面内任意方向的加载，获得管材面内的各向异性塑性变形情况，为测试管材力学性能，决定管材精确的塑性本构关系提供试验方法。