本发明提供一种截面廓形为非圆的柱状工件表面滚压装置,包括传动总成和滚压总成,传送总成包括工作台、导轨、滑块、卡盘、塔轮一、皮带一、皮带二、塔轮二、电机、皮带轮、丝杠和螺母;滚压总成包括压力源、管路、单作用缸、支架、活塞杆、滚子和固态可流动介质。电机驱动卡盘和丝杠的转动,卡盘带动工件转动,丝杠通过螺母带动滚压总成沿工件轴向运动;压力源为单作用缸提供压力;一种截面廓形为非圆的柱状工件表面滚压方法,工作过程中各单作用缸之间相互连通,形成联动的系统,工件旋转过程中滚子与工件旋转中心距离发生变化时,单作用缸中的可流动固态介质发生流动,保证滚压过程中工件表面所受作用力不变,实现一个稳定的滚压加工过程。