本发明一种数控机床的油水分离系统以及工作方法，包括油水分离箱一、油水分离箱二、大颗粒杂质处理单元、油水预抽取单元、油水分离单元和油水进液管，油水分离箱一和油水分离箱二并列设置，并且油水分离箱一和油水分离箱二连通，大颗粒杂质处理单元和油水预抽取单元均设置在油水分离箱一的上顶板上，油水分离单元和油水分离箱一连通，油水进液管设置在油水分离箱一的侧壁上，并且油水进液管的一端伸入油水分离箱一内。本发明的数控机床的油水分离系统，解决了如何能够对数控机床进行油水分离的问题，使得人们在对数控机床进行使用时，能够很好的对润滑油与切削液的混合物进行油水分离，从而减少了润滑油与切削液的浪费，降低了加工的成本。