本发明公开了一种层状粗粒土体各向异性渗透系数测试系统及测试方法，包括上游供水装置、渗透装置、下游量水装置和数据采集系统；上游供水装置将储存的试验用水注入到渗透装置，经过渗透装置的渗透水将被收集到下游量水装置，渗透装置和下游量水装置通过设置的信息采集装置将采集的渗水信息输入到数据采集系统进行信息处理。直接在该系统的试样室中制备试样、饱和试样、实时测量过水断面处的水头和通过试样的水量，避免了对试样的扰动。试样的形状为长方体形，垂直于渗透方向的试样断面为正方形，平行于渗透方向的试样断面为长方形，且沿渗透方向边长大于垂直渗透方向边长的2倍，该试样适于测试层状粗粒土体的各向异性渗透系数。