本发明提供一种原油脱水系统，包括油罐本体、设置在油罐本体内的脱水装置、以及回收装置；油罐本体上设置有与油罐本体内相连通的进油管，进油管用于向油罐本体内输送原油；脱水装置包括设置在油罐本体内的超声波发生器，超声波发生器用于发射超声波，从而使原油中水分形成雾状水气；回收装置与油罐本体相连通，以将油罐本体内的雾化水气排出到油罐本体外。本发明通过在油罐本体内设置超声波发生器将原油中水分的分水结构打散而形成雾化水气，并通过回收装置将雾化水气排出到油罐本体的外部，替代了传统的两段式脱水方法对原油进行脱水处理，简化了原油脱水工艺的同时，可以快速地将原油中含水量降低规定标准，提高了脱水效率。