本实用新型公开了一种绝缘油的深度处理装置，装置包括第一真空加热搅拌罐、真空立式过滤器、第二真空加热搅拌罐、真空雾化分离罐和精滤器，所述第一真空加热搅拌罐与所述真空立式过滤器连通，所述真空立式过滤器分别与所述第二真空加热搅拌罐和所述真空雾化分离罐连通，第二真空加热搅拌罐的底部与所述真空雾化分离罐的底部通过同一条三通管道与所述精滤器相连；本实用新型提供的装置可以根据待处理油样的特点调整管道通路流向，有针对性的大幅提高性能指标，工艺简便、操作灵活，提高工作效率和节约能源消耗，适合局部指标超标绝缘油的废油再生和性能提升处理，处理后绝缘油脱水脱气效果明显，酸值和介质损耗参数变小，击穿电压提高。