本实用新型提供一种真空循环臭氧的高效灭菌系统，包括依次连接的氧气桶、臭氧制造机、加湿器、加压泵、控温缓冲桶、灭菌滚桶、抽气泵以及除湿干燥器，所述除湿干燥器还与臭氧制造机相连；所述加湿器和所述加压泵之间的管路上设置有湿度监控装置，所述控温缓冲桶与所述灭菌滚桶连接的管路上设置有第一压力调节阀，所述灭菌滚桶与抽气泵连接的管路上设置有第二压力调节阀；所述灭菌滚桶转动设置，所述灭菌滚桶的外壁设置有加热器。本实用新型可排出检品表面微小孔隙内的空气或杂气，使得臭氧可进入检品的微小孔隙内进行灭菌；另外，臭氧在系统中循环，重复制造超高浓度的臭氧，灭菌效率高效，效果好，适用于片状、颗粒、粉末等多层堆积的检品。