本实用新型公开了一种串联式分床法核废水精处理装置，涉及核废水处理技术领域。本实用新型包括前置过滤器、阳离子交换器、第一树脂捕捉器、阴离子交换器、第二树脂捕捉器和温控结构，前置过滤器的一端固定连接有阳离子交换器，阳离子交换器的一端固定连接有第一树脂捕捉器，第一树脂捕捉器的一端固定连接有阴离子交换器，阴离子交换器的一端固定连接有第二树脂捕捉器，阴离子交换器的外侧和阳离子交换器的外侧均设置有温控结构。本实用新型通过前置过滤器的设计，使得装置便于个变换内部的过滤材质，大大提高了装置的使用便捷性，且通过温控结构的设计，便于维持阳离子交换器和阴离子交换器的使用温度，大大提高使用效果。