本发明涉及建筑工程施工技术领域，尤其涉及一种梁上双小车的吊装装置及其吊装方法，用于将位于预制梁起始位置处的预制板吊装运输至预制梁的作业位置，梁上双小车的吊装装置包括分别设置于两个预制梁上的两个导轨机构和两个驱动机构，以及运动机构和吊装机构，运动机构包括两个输送小车，两个输送小车分别沿第一方向滑动设置于两个导轨机构上，第一方向为预制梁的长度方向；每个输送小车上设置有一个吊装机构，吊装机构被配置为吊装预制板；两个驱动机构被配置为分别驱动两个输送小车沿第一方向往复运动。本发明的梁上双小车的吊装运输装置在使用时不仅操作简单、稳定性好，且可调控性强，以提升对预制板吊装作业精度。