本发明提供了一种氧化萃取一体化处理油泥系统，包括氧化萃取系统、油泥干化系统、溶剂回收系统，氧化萃取系统与污泥干化系统相连通，氧化系统与溶剂回收系统相连通，污泥干化系统与溶剂回收系统相连通，污泥干化系统与溶剂回收系统相连通。本发明在完成对油泥的处理过程中，不会产生二次污染，实现了油泥减量化、无害化及资源化目标；同时本发明处理系统实施过程中，药剂用量少，对不同种类油泥的普适性好，除油效率高。本发明装置建设成本和药剂使用成本低廉、且处理后的油泥中的油含量满足国家相关标准要求。