本实用新型实施例提供一种自由流车辆侧面补光装置及自由流车辆检测系统，自由流车辆侧面补光装置包括第一相机和第一补光灯，第一相机和第一补光灯用于安装于第一车道的第一侧，第一相机用于获取位于第一车道上的车辆的侧面图片，第一补光灯用于对位于第一车道上的车辆的侧面进行补光；第一相机和第一补光灯在车道宽度方向上呈间隔排布，第一相机的检测区域在第一车道上的投影与第一补光灯的照射区域在第一车道上的投影至少部分重叠。通过补光灯在夜间视频光线不足的情况下给车辆侧面提供充足光源，保证相机识别车型精度；并且，通过调整补光灯的照射角度和照射区域，能避免夜间、雨雾天环境下光线反射带来的过曝等现象，提高视频识别的稳定性。