本发明公开了一种圆筒件不等厚侧壁局部增厚成形方法及模具，成形方法包括如下步骤：1，将尺寸合适的圆筒件金属板柸置于凹模中，驱动上模座向下运动使内凸模、外凸模和镦粗凸模与板柸接触；2，上模座向下匀速运动，内凸模和外凸模静止，镦粗凸模向下运动对圆筒件进行整形和增厚；3，镦粗凸模继续向下运动，此时外凸模向上运动，对圆筒件侧壁进行局部增厚；4，圆筒件侧壁局部增厚结束后，上模座回程至上死点，顶杆顶出零件，完成脱模。本发明有效降低模具制造成本，结构简单，生产效率高，解决了镦粗时的屈曲失稳难题，消除折叠、内凹等缺陷，具有尺寸精度高，模具寿命长等优点。