본 발명은 합성가스를 이용한 연료전지 발전 장치 및 이를 이용한 연료전지 발전 방법에 관한 것이다. 상기 합성가스를 이용한 연료전지 발전 장치는 일산화탄소를 포함하는 합성가스와 증기가 이송되어, 이산화탄소 및 수소를 포함하는 제1 가스혼합물을 생성하는 수성가스 변환 반응기; 상기 제1 가스혼합물이 이송되어, 메탄 및 물을 포함하는 제2 가스혼합물을 생성하는 선택적 메탄화 반응기; 상기 제2 가스혼합물이 이송되어 수소를 분리하여 제3 가스혼합물을 생성하는