本发明公开了基于三维电催化导电膜蒸馏的放射性废水处置系统，包括管路依次连接的用于放置放射性废液的废液贮存池、用于将废液中的放射性元素与化学沉淀剂进行沉淀反应的沉淀池、用于对沉淀池预处理后的废液进行加热处理的膜蒸馏加热池、用于将废液中放射性元素絮凝沉淀排出及拦截金属离子和放射性物质的三维电催化导电膜蒸馏反应池、用于存储渗透液的清水池；还包括为沉淀池提供酸性条件的pH调节池。本发明利用化学沉淀法预处理放射性废水，再经过三维电催化导电膜蒸馏反应池进一步氧化、絮凝沉淀、拦截去除废液中的放射性元素和金属离子，出水水质高度纯化，实现放射性废水的高效减量化与无害化处置，具有切实可行的实用价值和广泛的应用前景。