本发明公开了大丝束碳纤维复丝拉伸试样及其制备装置和方法，装置包括：主体支架，其包括间隔布置的第一横梁和第二横梁，第一横梁和第二横梁的两端通过支撑架相连，第一横梁设有第一固定绕丝杆，第一固定绕丝杆可拆卸的套有绕丝环；张紧机构，其包括承力杆、螺杆、弹性件、活动绕丝杆和螺母，承力杆设在第二横梁上远离第一横梁的一端，活动绕丝杆可拆卸的套有绕丝环，活动绕丝杆包括定位杆和绕丝杆，定位杆与绕丝杆垂直，第二横梁上靠近承力杆的端面设定位孔，定位杆在沿垂直于第二横梁方向可活动的设置在定位孔中，螺杆穿过承力杆且与活动绕丝杆相连，螺母设在螺杆上远离第二横梁的一侧，螺杆穿过弹性件且与弹性件与承力杆和活动绕丝杆止抵。