本发明提供了一种膜分离/催化降解复合工艺处理工业污水的方法，包括以下步骤：一、将COD≥10000mg/L的工业污水进行膜分离处理，除去污水中的悬浮物、聚合物和油等物质；二、将膜分离后的滤液进行电催化处理，降解水中的有机污染物，并使水中的金属离子实现无害化或矿化；三、对滤液进一步进行光电催化处理，降解水中污染物，直至处理后水的COD≤90mg/L。本发明工艺简单，操作安全，易于控制；本发明将膜分离技术和催化降解技术相结合，不仅解决了单一膜分离处理方法耗时、耗能、低效的问题，同时解决了催化降解处理方法对污水中有用物质不易回收再利用的难题，并且具有显著的除污净化效率。