本发明公开了一种模拟自然降雨条件下生物滞留池综合效能的试验装置，包括试验床和试验桶放置区，试验床为双层床面结构包括渗水板和集水板，集水板设置在渗水板下方，渗水板表面还设置有若干渗水孔，渗水板的周边设置有外挡板并与外挡板配合形成汇流空间，汇流空间内设置有活动分隔组件，活动分隔组件将汇流空间分隔为汇水区和排水区，汇水区相对应的外挡板一侧上设置有若干汇流排水口，汇流排水口一侧设置为试验桶放置区，试验桶放置区与渗水板上方设置有人工降雨组件。本发明可以用于模拟自然降雨条件下生物滞留池的综合效能，进行定量分析，为海绵城市建设方案的制定提供依据，且制备成本低廉，安装、拆卸方便，可操作性强，应用面广。