本实用新型涉及一种变压器油惰性气体保护深度处理装置，包括依次连接的化学反应罐、中间罐、再生罐和真空脱气罐，所述再生罐内设置有多层带网孔的隔板，每层隔板上侧均铺填有高分子吸附材料；还包括进气端连接有惰性气体进管的加热器，所述加热器出气端连接有通往再生罐上部的惰性气体加热管。本实用新型变压器油惰性气体保护深度处理装置设计合理，采用高分子吸附材料不仅吸附效率高，而且可以通过解吸再生后恢复吸附能力，降低处理成本，提高经济效益；同时减少工序，耗时耗工少。