本发明公开了一种一体化污水处理设备及污水处理方法，应用于污水处理领域，包括按污水流动方向顺次连接的厌氧池、缺氧池、好氧池和沉淀池，好氧池内设有曝气组件；第一回流组件将沉淀池与好氧池连通；第二回流组件将沉淀池与缺氧池连通；第三回流组件将缺氧池的水流末端与缺氧池的水流前端连通；第四回流组件将缺氧池与厌氧池连通；深度处理组件与沉淀池连通，使得污水能够进入深度处理组件中过滤和消毒；清水池与深度处理组件连通；本发明的一体化污水处理设备及污水处理方法，其抗冲击负荷能力强，占地面积小，运行能耗小，能够节约资金，处理后水质高。