本发明公开了一种隧道下穿隧道式锚碇的模型试验装置及试验方法，试验装置包括：锚塞体模型、隧道模型、加载系统、主缆钢绞线、模型箱和监测系统，所述模型箱内填充围岩相似材料形成围岩体，所述锚塞体模型和所述隧道模型分别埋设在所述围岩体上下两端，所述加载系统设置在所述模型箱一侧，所述主缆钢绞线连接所述锚塞体模型和所述加载系统，所述锚塞体模型、隧道模型、主缆钢绞线、围岩体均与所述监测系统连接，模型试验方法通过该试验装置完成。本发明通过监测系统监测主缆钢绞线、锚塞体模型以及隧道模型的状态，为分析下穿隧道开挖对上部锚塞体模型影响提供数据支持。