本发明涉及升船机技术领域，具体为一种垂直升船机物理模型试验装置及方法，包括水平滑台、混凝土塔柱模型、主动提升机械传动机构、承船厢模型、船体模型以及激振装置；所述混凝土塔柱模型包括两个相对架设于水平滑台上的混凝土塔柱，两个混凝土塔柱之间形成有容纳承船厢模型的升降通道；所述承船厢模型设置于混凝土塔柱模型顶端且与承船厢模型传动连接，用于带动承船厢模型沿升降通道升降。通过模拟传统钢丝绳卷扬式垂直升船机正常同步提升运行工况、非同步纵倾运行工况、锁定状态纵向地震工况、正常同步提升及纵向地震耦合工况、非同步纵倾运行及纵向地震耦合工况五种正常、非正常以及极端运行工况下多体耦合系统的动力响应特性。