本发明公开了一种聚变堆水冷包层第一壁流动不稳定实验装置及实验方法。实验装置包括：实验段、入口联箱、出口联箱和连接管组；连接管组包括多个连接管；实验段包括实验段主体，实验段主体内部设置第一通道和第二通道；入口联箱包括入口联箱本体和至少两个入口联箱接管；两个入口联箱接管分别与第一通道和第二通道连通；出口联箱包括出口联箱本体和至少两个出口联箱接管，出口联箱接管分别和第一通道和第二通道连通；实验段主体、入口联箱和出口联箱通过连接管组连通形成两个流道通路。采用两通道的切片模型最大程度保留了聚变堆水冷包层第一壁的结构特征，很好地反应第一壁的流动不稳定特性，降低了实验成本。