本实用新型公开了一种污水臭氧催化氧化深度处理装置，包括依次连接的调节池、曝气池和二沉池，二沉池设有排污口，排污口上依次设有水解酸化池和臭氧氧化机构，臭氧氧化机构包括依次连接的臭氧发生单元、第一臭氧催化氧化塔和第二臭氧催化氧化塔，第一臭氧催化氧化塔的进水口处设有高压泵，第二臭氧催化氧化塔的顶部设有第一回流口，第一回流口与第一臭氧催化氧化塔相连；二沉池的排污口还与曝气池的入口相连。利用臭氧氧化机构处理水解酸化池处理后的污水，设计多级臭氧催化氧化塔，形成对臭氧的循环利用，避免大量未被利用的臭氧形成臭氧尾气直接排放至空气中，提高了臭氧利用率、减小了臭氧尾气的产生并且减小了臭氧投放量。
