本发明公开一种旋转叶盘的激光跟踪测试装置及测试方法，该种旋转叶盘的激光跟踪测试装置包括旋转叶盘、第一激光测振仪、外置扫描系统、第二激光测振仪、数据采集模块和数据处理单元，旋转叶盘轴杆上安装有获取旋转叶盘的实时转速频率的测速传感器，第一激光测振仪位于旋转叶盘的前方，发射激光束并接收该激光束反射的响应信号，外置扫描系统位于旋转叶盘的正前方，接收第一激光测振仪发射的激光束，并对激光束进行旋转驱动，使激光束打在旋转叶盘的待测点上，并跟随待测点同步旋转跟踪，本发明直接测取旋转叶盘上测点的响应信号及固定参考点的参考信号，解决了现有技术中无法获取旋转叶盘频响函数及模态振型的问题。