本发明公开了一种紧耦合的柴油机排气后处理系统，属于柴油机后处理装置领域，解决现有后处理系统中低负荷时排气入口温度偏低影响处理效果和安装不方便的问题。它包括一级后处理单元、二级后处理单元和三级后处理单元，所述的一级后处理单元耦合安装在柴油机的排气出口，所述的一级后处理单元内沿排气方向依次封装有前级柴油氧化催化器和前级选择性催化转化器，所述的二级后处理单元内沿排气方向依次封装有后级选择性催化转化器和氨气捕捉器。本发明的柴油机排气后处理系统，采用三级系统构架，实现后处理系统在整车上的合理安装和高效匹配。本发明还公开了一种紧耦合的柴油机排气后处理方法，有效提高排气后处理效果。