本实用新型公开了一种多级串联紫外反应器及紫外催化氧化废水处理装置，所述多级串联紫外反应器由至少一个紫外催化反应单元构成，每个紫外催化反应单元包括壳体和位于壳体内的若干个串联的微型反应管，所述微型反应管包括内管和外管，所述内管和外管两端密封形成反应空腔，所述内管中设有紫外灯，所述外管上设有进水口和出水口。将多级串联紫外反应器与反应釜相互连接，形成紫外催化氧化废水处理装置。本实用新型借鉴“电池组”模型，拆卸灵活，搬运方便，每个微型反应管体积小，放热量少，提高了光能利用率，也解决了紫外灯管在废水处理时的放热问题，可灵活达到废水处理的效果。