本发明公开了属于污染土壤淋洗废水处理技术领域的一种多环芳烃污染土壤淋洗废水的处理系统及方法。该系统由格栅过滤池、沉降池、水泵、级联植物生物质吸附过滤器、出水收集池、混匀搅拌器、堆肥辅料储藏器、堆肥反应器构成。本发明的方法将污染土壤淋洗废水经过格栅过滤池过滤、沉降池沉降，泵入级联植物生物质吸附过滤器去除多环芳烃污染物，过滤沉降的固体物质混合植物生物质堆肥，进一步去除多环芳烃污染物并生产有机肥。本发明不仅能完成多环芳烃污染物的降解，而且利用吸附土壤营养成分的植物生物质堆肥提高反应效率，同时避免土壤营养元素的流失，实现土壤淋洗过程的低污染低营养损失的生态循环修复。