本发明公开了一种车载放射源定位装置，属于放射性探测领域。包括设置在转动轴顶部的伽马射线探测晶体，所述伽马射线探测晶体由四块相同大小的塑料闪烁体组成，四块塑料闪烁体对应连接四个核电子学信号处理单元，四个核电子学信号连接计算机处理单元；所述四块塑料闪烁体相互之间、塑料闪烁体与核电子学信号处理单元之间、塑料闪烁体与转动轴之间均设有金属遮蔽层。利用由铅板遮挡的四块伽马伽马射线探测晶体的沉积伽马射线的差异，根据其中沉积的伽马射线的剂量率比值大小，计算得到比值大小和放射源与装置之间的距离的关系，能够快速实现放射源定位。本发明还公开了利用上述车载放射源定位装置的定位方法。