本发明公开了一种弹性夹头装置，包括：筒套，筒套绕轴线设有多个径向孔，径向孔贯穿筒套的筒壁；弹性套管，套设在筒套上，弹性套管包覆径向孔分布的管段；多个夹持部，夹持部与径向孔的数量相等并对应配装在径向孔中，夹持部在近心端受压时能够于径向孔内向外移动并挤压弹性套管。在对工件进行机加工时，将工件从筒套的中心通孔穿过，工件对夹持部产生推力，夹持部受压在径向孔内朝远离工件的方向移动，夹持部在移动过程中将撑开弹性套管，使得弹性套管发生形变；由于弹性套管具有弹性，弹性套管将对对夹持部产生反作用力，从而实现夹持部对工件的抵接，多个夹持部共同作用实现对工件的夹持。