本申请涉及电弧增材技术领域，提供一种电弧增材与在线深冷形变热处理复合装置及方法。该装置包括底座、直线往复驱动组件、升降台、热处理组件、深冷处理组件、基板、电弧增材组件、保温组件和轧制变形组件。电弧增材组件、保温组件及轧制变形组件位于热处理组件和深冷处理组件之间，直线往复驱动组件能驱使升降台上的基板往复运动至热处理组件的热处理箱内以及深冷处理组件的深冷处理箱内。该装置可实时在线完成增材制造、深冷处理、深冷变形和热处理等工艺过程，结构设计合理，操作简单，适用性强，自动化程度高和成本低。且该装置可在一个工序内实现电弧增材构件在线深冷变形和热处理，同时提升增材构件强度和塑性。