本实用新型提供了一种高性能油水分离罐，当含油废水通过进水管进入第一腔体内时，含油废水中的颗粒或者杂物会被格栅截留在第一腔体内。这样，使得含油废水进行初步的过滤，避免含油废水的颗粒或者杂物进入第二腔体而影响亲水疏油层与亲油疏水层的性能。由于第二腔体被亲水疏油层与亲油疏水层分为三个分腔，因此，进入第二腔体的含油废水集中在第二分腔内，接着，在亲水疏油层与亲油疏水层的作用下，使得含油分水中的油水有效分离，分离出的水从亲水疏油层处进入第一分腔内，并从出水管中回收；分离出的油从亲油疏水层处进入第三分腔内，并从出油管中回收，如此，通过该高性能油水分离罐，使得含油废水得到有效、稳定分离处理。