本发明提供一种劣质原料油轻质化处理工艺及系统，所述处理工艺首先将劣质原料油进入溶剂脱沥青单元处理后得到脱沥青油和脱油沥青；脱沥青油进入脱胶质单元处理后得到第一轻馏分和第一重馏分；脱油沥青、任选的催化柴油与氢气混合后进入沸腾床加氢反应区进行反应，反应流出物经分离后得到第二轻馏分和未转化尾油；第一重馏分和第二轻馏分与氢气混合后进入加氢处理反应区进行反应；第一轻馏分和加氢反应流出物混合后进入催化裂化反应区进行反应，反应流出物分离后得到干气、液化气、催化汽油、催化柴油、催化重油。所述工艺实现了脱碳工艺和加氢工艺在劣质原料油轻质化中有机结合，最大限度实现劣质原料油轻质化，同时大幅度延长装置的运转周期。