本发明提供了一种横纵分离一体化级间线式分离装置及其应用,属于航天级间分离领域。装置包括：双向线式分离环和异面分离切割索；所述双向线式分离环为环状结构,在其外表面上设置有纵向分离削弱槽和横向分离削弱槽；所述横向分离削弱槽为环形槽；在所述横向分离削弱槽上设置有削弱槽交汇孔,其贯穿所述双向线式分离环的壁；所述纵向分离削弱槽从所述双向线式分离环的上端一直延伸到所述削弱槽交汇孔处；所述异面分离切割索设置在所述双向线式分离环的内侧,其位置与纵向分离削弱槽和横向分离削弱槽的位置对应。本发明避免了使用多个级间分离装置分别执行级间横向分离和纵向分离,有效节省了级间段整体质量,大幅简化了级间分离系统的复杂程度。