本实用新型提供了一种高效油水分离罐，包括用于油水分离的罐体，罐体外部有用于加热液体的加热器，右侧设有油/水进口，罐体的上端还分别设有排气口和用于与外部真空泵连接的抽真空口，所述罐体由第一隔板和第二隔板分别划分为油水混合室、油水分离室和暂存室，油水混合室连通油/水进口，第一隔板与第二隔板间为油水分离室，油水分离室的底部设有污水罐，污水罐与油水分离室通过排水管连通，排水管上安装有排水阀，所述暂存室的顶端通过排油管连通储油罐，排油管上装有抽油泵，所述暂存室内还装有液位计。此装置利用真空度与温度的平衡分离油水，并设有油水混合室和油水分离室二次分离含油污水，油水分离效率高，处理效果好并可连续生产作业。