本发明公开了一种垂直折流式电催化反应装置，包括：反应器，设置于反应器内的阴极板、阳极板和模块化粒子电极。阴极板的底部设有开口，且阳极板的顶部设有开口，或阴极板的顶部设有开口，且阳极板的底部设有开口，以使反应液沿进水至出水方向呈垂直折流式依次穿个各反应区间。反应器外设有排气循环系统，排气循环系统用于使反应产生的氢气由反应器的顶部向外排出，且使反应产生的其它混合气体在反应器和排气循环系统间循环用作曝气，以搅动叠放的模块化粒子电极处的反应液，进而提高传质和反应效率。本发明的垂直折流式电催化反应装置，可避免氢气在反应器内聚集带来安全隐患，且促进传质效果和反应速度，并避免底部布气区域形成死水区。