本发明提供一种多头拉伸装置及使用该装置的消应力拉伸机，该多头拉伸装置包括：拉伸牵引机构、多个预拉紧机构、分设在多头拉伸装置两端且相对设置的固定端装夹机构和活动端装夹机构，多个预拉紧机构依次排列设置在固定端装夹机构上远离活动端装夹机构的一侧，每个预拉紧机构独立工作，用于拉伸牵引机构在拉伸前预先独立将各自装夹的长条状产品拉伸至相同的应力状态，拉伸牵引机构连接在活动端装夹机构上，用于拉动活动端装夹机构沿第一方向远离固定端装夹机构。本发明的多头拉伸装置在多个预拉紧机构各自独立预拉紧后，再对多个产品同时进行拉伸消除应力，不仅能保证每个产品拉伸时的稳定性，还能大大提高加工效率，节约制造成本。