本发明公开了一种放射性废物熔融烟气净化回收利用系统及方法，放射性废物熔融烟气净化回收利用系统包括依次连接的陶瓷过滤净化单元、烟气冷却单元、高效过滤单元、加压贮存单元、再净化单元及载气储罐；陶瓷过滤净化单元对烟气中的粉尘进行捕捉；烟气冷却单元对烟气进行冷却降温；高效过滤单元对降温后的烟气进行过滤；加压贮存单元接收高效过滤单元输出的烟气并进行贮存；再净化单元对烟气进行深度净化处理后送至载气储罐；载气储罐将净化后的烟气送入等离子体炬进行再利用。本发明以陶瓷过滤净化单元、烟气冷却单元、高效过滤单元、加压贮存单元及再净化单元的连接配合，在以废物最小化原则上实现放射性烟气的充分净化，以实现烟气的回收利用。