本发明提供了一种整体叶轮多个叶片自动测量方法，该方法包括以下步骤：（1）在CAD数模上对第一个叶片进行测量规划，生成DMIS文件；（2）将整体叶轮装夹在本发明设计的分度装置上，定位整体叶轮工件坐标系；（3）测量该装置的轴线方向，计算偏心补偿并生成其他各个叶片的DMIS文件；（4）利用DMIS文件测量第一个叶片；（5）启动测量装置将其他叶片旋转至第一个叶片的位置，利用该叶片的DMIS文件进行测量，直至所有叶片测量完成；（6）对测量结果进行处理，获得各个叶片的测量数据。本发明的测量方法能够实现整体叶轮多个叶片的自动测量，消除测量装置轴线与整体叶轮中心轴线的偏差，测量精度高。