本发明涉及危废处理技术，旨在提供一种垃圾焚烧飞灰多级过滤及分级资源化利用系统及方法。该系统是垃圾焚烧净化系统的SNCR系统与余热锅炉之间设有高温除尘器，在省煤器之前的余热锅炉内设有中温除尘器，在半干法反应塔和烟囱之间设有低温除尘器；结合三个除尘器设置三级飞灰处置系统，其中，高温飞灰处置系统包括熔融炉渣槽，中温飞灰处置系统包括水洗‑压滤设备和蒸发结晶设备，低温飞灰处置系统包括超声振筛机、酸浸釜、碳酸化反应釜和两个压滤设备。本发明根据烟道中温度逐渐降低的流程，在烟道不同位置对飞灰进行分级收集；使不同物质富集到不同温度的飞灰中，并根据不同飞灰特性进行相应处置，从而能够实现飞灰99％以上的回收及资源化利用率。