本实用新型公开了一种油污废水高效处理装置，涉及废水处理技术领域。包括箱体、进水管、油污分离箱、沉降池、排油管、处理机构、臭氧发生池、接气管、废气回收箱和出水管，所述箱体的一侧固定设置有进水管。通过设置油污分离箱，使其将油污废水进行油污分离，并通过排油管将油污排除，进而废水进入沉降池沉降，进而通过处理机构处理，进而通过废气回收箱对废气进行处理并排放，使得该装置避免了只针对废水处理而忽略废水残留废物废气的污染问题，有效提高该装置的绿色环保性，增强装置使用效率，同时吸附箱、吸附板和杀菌池的使用，使得该装置可对废水进行多段处理，亦使得该装置的处理效果增强，提高装置实用性。