本发明公开了一种城市污水厌氧氨氧化深度脱氮的方法，包括以下步骤：对城市污水进行强化初沉，得到的强化初沉出水进行分流，干流进入缺氧池和好氧池进行硝化反硝化处理，分别得到氮气和硝化反硝化出水；支流与硝化反硝化出水进行短程反硝化处理，得到含有亚硝态氮和氨氮的短程反硝化出水；将初沉污泥进行厌氧消化，得到厌氧消化液和甲烷；将厌氧消化液进行短程硝化后与侧流提供的含有亚硝酸根的短程硝化出水在厌氧氨氧化反应池中进行混合，得到氮气和厌氧氨氧化出水，完成对城市污水的深度脱氮处理。本发明的一种城市污水厌氧氨氧化深度脱氮的方法，对城市污水中的有机物进行了资源化回收，提高出水水质，无需添加额外碳源，降低运行成本。