本实用新型公开了多级分离式大型油水分离器，包括机箱，所述机箱的顶部固定安装有操作台，操作台上活动安装有滤框，滤框上固定连接有滤框出水管，滤框的内部固定安装有固渣导向框，滤框出水管的一端延伸至固定导向框，固渣导向框上固定安装有出液管，且机箱内固定安装有油水混合箱，出液管一端延伸至油水混合箱内，油水混合箱，油水混合箱的内部分别固定安装有缓冲箱、集水箱、出水箱和集油箱。本实用新型将油水渣混合物倒入滤框上，以此可以实现分别对固渣、油液和水液的分离，所以在使用时，无需先将油水渣混合物中的固渣清除再投放至油水分离器上，可有效的减少操作步骤，具有较强的市场推广前景。