本发明公开了一种公路服务区污水分质处理高效脱氮除磷的方法，将高速公路服务区冲厕废水进入化粪池处理；化粪池废水经调节池1依次进入硝化池1、沉淀池1、反硝化池1、反硝化池2、硝化池2和沉淀池2，沉淀池2出水达标排放。与此同时，餐饮废水进入隔油池处理，隔油池废水进入调节池2；餐饮废水和冲厕废水共用相同的反硝化池1和反硝化池2，且餐饮废水进入反硝化池1或2后的处理方法与冲厕废水相同。与此同时，其他废水进入调节池1或调节池2；若进入调节池1，则其他废水进入调节池1后的处理方法与冲厕废水相同；若进入调节池2，在其他废水进入调节池2后的处理方法与餐饮废水相同。