本实用新型公开了一种多层复合式油水分离器，包括外层滤纸组件(5)、上端盖(1)、下端盖(8)、外层中心管(6)，在所述外层滤纸组件的内芯套装内层滤芯(9)，该内层滤芯与出油口(11)相接，在所述上端盖与下端盖之间、且在所述外层滤纸组件与内层滤芯之间处装有内层中心管(7)。所述外层滤纸组件的滤材由合成纤维材料制成，所述上端盖、下端盖、外层中心管、内层中心管的材料为尼龙，所述内层滤芯的滤材为特氟龙网。本实用新型由外层滤纸组件与内层滤芯构成双层过滤系统，其外层滤纸组件过滤颗粒杂质、内层滤芯进行油水分离过滤，实现了独立疏水及长寿命高效的油水分离。整个油水分离器没有金属材质，全部使用环保可降解材料，降低对环境的污染。