本发明公开了一种多功能板材试样加工组合夹具及加工方法，其中，加工组合夹具包括底板，在底板上固定安装有第一加工夹紧机构、第二加工夹紧机构和第三加工夹紧机构；第一加工夹紧机构、第二加工夹紧机构和第三加工夹紧机构均设有侧压紧及上压紧的机构，本发明中的第一加工夹紧机构可用于夹紧加工DWWT试样和弯曲试样，第二加工夹紧机构可用于夹紧加工拉伸试样，第三加工夹紧机构可用于夹紧加工金相试样和硬度试样。如此，本发明的加工方法能够适用多种类型试样的加工，采用侧压及上压的方式将待加工试样夹紧固定，加工过程中也无需更换夹具，配合机械手能够实现自动上下料，减少人工的参与，降低工人劳动强度且能提高加工效率。