本发明公开了一种3D曲面超薄玻璃弯曲成型装置和制造方法。该装置包括:转盘、凹模、凸模、气缸、玻璃转移机构、隧道炉、真空系统以及电气控制操作系统,其中转盘上设有多个凹模。采用上述装置,分阶段快速加热凹模和凸模,将超薄玻璃依次置于转盘的凹模上,并进行预热,当超薄玻璃旋转到达凸模对应的工位后,压下凸模并利用远红外灯管快速加热到玻璃软化点,同时利用真空系统对凹模上的超薄玻璃抽吸和凸模加压,使超薄玻璃发生弯曲,经玻璃转移机构将超薄玻璃转到隧道炉进行降温,即可实现3D曲面超薄玻璃的制造。本方法具有批量化、自动化、高效制造的特点,特别适合用于曲面显示屏保护膜的3D曲面超薄玻璃的制造。