本发明公开了一种氮氧化物旁通捕集再生装置及控制方法，包括依次相连的前端排气管、前级三元催化器、中间排气管、后级催化器以及后端排气管，所述的前端排气管与发动机的排气总管出口相连，一根氮氧化物捕集器前端旁通管的入口通过前端分流阀与前端排气管连接，一根氮氧化物捕集器后端旁通管的入口连接氮氧化物捕集器后端；一根氮氧化物捕集器加热回流管的入口通过加热回流阀与氮氧化物前端旁通管相连。装置可吸附由发动机断油和空燃比控制精度误差引起的氮氧化物排放，并在吸附结束后对氮氧化物进行再生，降低氮氧化物排放量。