本实用新型公开了一种污泥超细化同步深度干化设备。装置包括水平并列设置的污泥超细粉化单元和污泥干化单元，两者之间设置有粉化污泥出料口连通。污泥超细粉化单元包括污泥粉化室和污泥进料口，污泥粉化室为空心筒状结构，其中心设置有粉化旋转轴，轴上设置有若干污泥粉化叶轮。污泥进料口下方设置第一导流板和/或第二导流板。污泥干化单元包括污泥干化室和设置在污泥干化室下部的流化旋转轴，污泥干化室上部还设有混合旋转轴和进气口。污泥干化室并列设置若干个。污泥在污泥粉化室被粉碎成污泥粉，然后进入污泥干化室呈流态化干燥。本实用新型具有干燥效率高等优点。