本实用新型公开了用于水处理的湿式氧化反应系统，包括湿式氧化反应单元和换热单元；所述湿式氧化反应单元包括使由废水和氧化剂构成的混合物进行一级氧化反应并输出第一产物的一级反应器以及使所述第一产物进行二级氧化反应并输出第二产物的二级反应器；其中，仅在二级反应器内设有催化剂填料层；所述换热单元用于对所述混合物进行升温调节和对所述第二产物进行降温调节。在本实用新型中，在一级反应器中的混合物中，废水离易被氧化的成分首先发生氧化反应，然后再进入二级反应器中进行催化反应，可显著提升催化剂的使用效率和COD转化率。并且，经过一级氧化反应后，所得第一产物较混合物的温度有所提高，可以提升二级氧化反应的速率。