本发明涉及磷酸酯抗燃油生产技术领域，具体涉及一种磷酸酯抗燃油处理系统及处理方法。磷酸酯抗燃油处理系统包括处理模块和在线监测模块，处理模块包括原油存储单元、微氧化单元、调和单元、深度净化单元、成品油存储单元依次连接的第一处理路线，以及原油存储单元、调和单元、深度净化单元、成品油存储单元依次连接的第二处理路线，在线监测模块包括监测单元、控制柜以及分析处理单元，监测单元用于获取各单元油液的性能指标，分析处理单元用于比对分析性能指标数据并输出控制指令。本发明实现对磷酸酯抗燃油进行多功能处理，并通过在线监测充分提升磷酸酯抗燃油处理后的质量，实现应对不同条件不同程度下的磷酸酯抗燃油处理需求。