一种振动叶片表面非定常压力测试系统及测试方法，采用直流并励电动机驱动被测叶轮机叶片做三维弯曲振动，使用光电探测系统锁定叶片振动相位，触发外置压力传感器采集周期性的叶片表面非定常压力相关数据，并进行分析，通过连接管传递函数修正测点与传感器之间的连接管对测量信号的畸变影响，获得被测振动叶片表面每个测点上的非定常压力，以及非定常压力与叶片振动位移之间的相位差，从而通过离线数据分析系统的计算，确定振动叶片的弦向局部气动阻尼、径向局部气动阻尼以及叶片整体的气动阻尼，并判断振动叶片的气动弹性稳定性。本发明可以提高振动叶片表面非定常压力测量的空间分辨率，从而提高叶片整体气动阻尼的精度。