本发明涉及一种室外埋地掺氢管道泄漏扩散试验装置及试验方法，该试验装置包括：依次通过主管道相连的供气单元、控制单元、放空单元、泄漏扩散单元；所述供气单元用于稳定气源供应；所述控制单元用于对所述供气单元输出的气体流量进行控制；所述放空单元用于管路清理；所述泄漏扩散单元用于气体释放以及气体扩散和传感器布置；以及数据采集单元，用于记录所述泄漏扩散单元内温度和气体浓度变化。本发明适用于稳态泄漏工况下连续气体释放过程的模拟和监测，整个试验装置搭建简便，试验流程实现远程操控，安全性能好，试验结果可重复性高的优点，能够广泛应用于管道泄漏检测技术领域。