本发明属于石油工程技术领域，具体涉及一种高硬度油田产出水污水软化处理系统及处理方法。所述系统包括软化罐，沉泥池，清水池，压泥机，酸碱中和罐，多介质过滤器，金属膜过滤器，外输水罐；软化罐分别与沉泥池和酸碱中和罐连接，酸碱中和罐、多介质过滤器、金属膜过滤器、外输水罐依次连接；水沉泥池下方连接清水池，清水池通过注水管路与软化罐连接；沉泥池一侧与压泥机连接。本发明方法在软化罐中将溶液pH值调至10‑11，加入絮凝剂，沉降后所得软化水进行酸碱中和后，经多介质过滤器、金属膜过滤器过滤处理后，达到A级水质，回注地层大大减少了对地层的伤害，并且防结垢效果显著。