本发明涉及烃类物料的精制领域，公开了一种汽油深度脱硫的方法和用于汽油深度脱硫的设备，该方法包括：(1)将汽油原料分馏以得到轻馏分和重馏分；(2)在氧化脱臭催化剂存在下，将轻馏分与氧化剂接触，得到氧化脱臭后轻馏分；(3)将氧化脱臭后轻馏分与抽提溶剂接触，得到含硫溶剂和溶剂抽提后轻馏分，然后将含硫溶剂与其中含有的硫化物分离；(4)将重馏分与加氢脱硫催化剂接触以进行选择性加氢脱硫反应，得到加氢后重馏分；(5)将步骤(4)的加氢后重馏分与步骤(3)的溶剂抽提后轻馏分混合以得到汽油产品。本发明前述提供的方法能够在避免辛烷值的较大损失的前提下，获得更低硫的汽油产品。