本申请属于增材制造领域，具体公开了一种大型复杂构件原位成形复合热处理的装置及方法，该装置包括布置在工作台周围的第一机器人、第二机器人和第三机器人，同时还包括固定在第一机器人上的电弧增材单元、激光增材单元，固定在第二机器人上的超声锻造单元以及固定在第三机器人上的热处理单元，电弧增材单元和激光增材单元用于对大型复杂构件进行分区增材制造；超声锻造单元用于对沉积层进行原位超声锻造；热处理单元用于对超声锻造后的沉积层进行原位热处理。本申请能够实现大型复杂构件的分区增材制造，提高增材效率并实现高精度成形，同时能够降低成形件的各向异性，提高力学性能，并且快速消除残余应力，减少变形和开裂。