本发明公开了一种石油污水处理系统及方法，涉及污水处理领域，污水处理腔的上端设置有上下两端均开口的圆筒状的第一处理腔，第一处理腔的侧面设置有第一作用环，第一作用环的内圈与第一处理腔的下端连接，第一作用环的外圈与污水处理腔的内壁相接触，第一作用环、第一处理腔的外侧面以及污水处理腔内壁围成的区域用于回收上层油渣。系统在上层油渣产生时便可直接对上层油渣进行处理，不需要等待液面高度达到最上端的出液口高度时才能处理，上层油渣产生时边快速处理，提高了污水处理的效率。同时，不需要堆积污水，能够有效提高污水净化质量。