本发明公开一种厨余垃圾发酵处理系统，包括按照物料推进方向依次设置的去油箱、脱水去盐箱、搅拌箱和回转式发酵箱。设置去油箱去除厨余垃圾中的油脂，能够提升后续的发酵效率，减少发酵过程中难闻气味；通过在脱水去盐箱布置去盐段去除厨余垃圾中盐分，可使得最终发酵的有机肥直接施用，避免烧根；脱水去盐箱整体贯穿设置送料绞龙，可使得去油后的厨余垃圾，边传动边去盐，边传动边烘干，同时对厨余垃圾起到搅拌效果，有利于进一步提升去盐效果和烘干效果；搅拌箱可将EM菌菌液与厨余垃圾搅拌均匀；回转式发酵箱采用分区段模式，能够同时进行多批次厨余垃圾的发酵，提升发酵效率，而且采用发酵吊床的形式有利于菌种繁殖、通风控制和温度控制。