本实用新型公开了一种多级处理式油水分离过滤器，涉及油水分离过滤器领域，包括处理柜，所述处理柜顶部一端设置有打散筒，且处理柜内部同一端安装有与打散筒连接的颗粒物过滤器，所述打散筒顶部连接有进水管，所述处理柜内部位于颗粒物过滤器一端安装有与颗粒物过滤器连接的聚结分离器。本实用新型通过在聚结分离器一侧设置通过水泵连接第一水箱，在第一水箱顶部安装刮油机，刮油机的刚带两侧与第一水箱内壁紧贴，且刮油机的钢带采用镂空网状设置，可使水与刚带充分接触，聚结分离器将水中大部分的油分离，分离后的水通过水泵进入第一水箱，刮油机即可通过钢带将残余的油刮除，可使油水分离效果更好。