本发明提供一种样本库构建方法、故障诊断方法和装置，涉及故障诊断技术领域，其中，样本库构建方法包括：获取目标设备类型对应的设备历史故障记录和设备历史运行数据；基于设备历史故障记录中的故障字段，在设备历史运行数据中检索获取各样本设备对应的运行基础数据；运行基础数据包括故障运行基础数据和正常运行基础数据；对运行基础数据进行特征提取得到初始样本，并对初始样本进行聚类，确定目标设备类型对应的故障样本集和正常样本集；基于故障样本集和正常样本集，确定目标设备类型对应的样本库。本发明提供的方法和装置，提高了样本库的数据可靠性和准确性，实现了根据设备历史故障记录和设备历史运行数据自动构建样本库。