本发明提供一种重油全利用的加工方法，该方法包括：重质原料油与预硫化的有机油溶性含钼化合物与氢气进入加氢反应器进行催化临氢热转化反应得到气体、馏分油、蜡油、含焦炭和钼催化剂的加氢未转化油；加氢未转化油进行第一分离得到第一分离轻组分、富含焦炭和钼催化剂的尾油，所述尾油部分循环作为重质油原料；将未循环的尾油进行第二分离，得到第二分离油分和含钼固相；对含钼固相中的金属钼进行回收。本发明的方法，整个加工过程重油全转化；且能够将催化临氢热转化反应过程中使用的钼进行全循环使用，同时，没有外甩尾渣，减少了浆液床加氢工艺外甩带来的环境污染问题。