本发明公开了一种不等壁厚锥形环锻件晶粒组织超声自动检测方法，包括以下步骤：根据不等壁厚锥形环锻件截面形状尺寸，将不等壁厚锥形环锻件划分为等壁厚检测区域和不等壁厚检测区域；将不等壁厚锥形环锻件置于超声耦合剂中，超声探头垂直入射等壁厚检测区域的表面进行晶粒组织检测；根据不等壁厚检测区域的上下表面倾斜角度，计算超声探头入射角度，使超声波垂直不等壁厚检测区域的底面入射和反射；根据底面反射回波幅值与晶粒组织的对应关系，绘制环锻件各位置底面回波幅值B扫图，标记底波幅值损失严重区域，并检测出不等壁厚锥形环锻件晶粒尺寸粗大和分布不均匀区域。