本申请属于激光测量技术领域，具体涉及一种激光雷达回波信号处理电路、光飞行时间测量装置和方法。处理电路包括：光电转换模块、级联放大模块、整形模块；其中级联放大模块的放大级数为N；光电转换模块的输出端连接级联放大模块的输入端，光电转换模块用于将激光回波信号转换为脉冲电信号；级联放大模块每级的输出端分别与整形模块相应的输入端连接，级联放大模块用于对脉冲电信号进行多级放大，得到N个放大信号；整形模块用于根据预设的电平阈值对N个放大信号进行滤波整形，得到M个脉冲触发信号，其中2≤M≤N。通过本申请的信号处理电路能够准确地识别被测物体反射回来的光信号，精确测量光飞行时间，从而检测得到与被测物体的距离。