本发明提供的大型放射性封头激光去污装置，包括：行车、支撑单元、铁轨、轨道车、具有旋转基座及第一和第二悬臂的机械手、激光单元、废料收集管、定位单元，旋转基座可转动地设置在轨道车底盘的中部，第一悬臂转动连接在旋转基座上，第二悬臂转动连接在第一悬臂的自由端；在行车将封头吊装至支撑单元的支撑架后，轨道车沿铁轨移动至封头下方，定位单元锁定轨道车的位置，使旋转基座的转动轴心线与封头的轴心线相重合，而后激光单元开启，机械手动作带动激光单元转动，使激光单元偏振组件射出的激光沿封头内壁扫射，进行激光去污，该装置去污速度快、效率高、能够自动作业、不产生二次污染物，本发明提供的去污方法，步骤简单、去污效果好。