本发明公开了一种滚轮轴承径向跳动和圆心运动曲线检测装置及其检测方法，属于检测设备技术领域，本发明包括基座、集成在基座上的直线尺规和位移机构；位移机构具有能够平行于直线尺规往复位移的滑块，滑块具有能够与其随动的导向结构；导向结构一端装设有与直线尺规保持滚动接触的滚轮轴承，另一端布设有二维光栅编码器；检测状态下，驱动滑块位移带动导向结构联动，使二维光栅编码器绘制滚轮轴承在直线尺规上滚动时的径向跳动曲线和圆心运动不重合曲线，本发明具有能够直观、快捷，同时能够连续同步地获取滚轮轴承外圈径向跳动量变化曲线和内圈圆心运动不重合曲线，结构简单，使用方便，检测精度高的有益效果。