本发明涉及一种低碳氮比污水自养脱氮同步污泥发酵耦合反硝化装置与方法。原水箱、储泥池、沉淀池均与自养脱氮同步污泥发酵耦合反硝化反应器连接；自养脱氮同步污泥发酵耦合反硝化反应器设有自循环管路。方法为：原水、短程硝化回流液以及新鲜剩余污泥一起进入自养脱氮同步污泥发酵耦合反硝化反应器中，部分氨氮与亚硝通过厌氧氨氧化菌自养脱氮，剩余亚硝和硝态氮利用原水中有机物及剩余污泥发酵产生的碳源进行反硝化，其出水在短程硝化反应器中硝化，经沉淀池泥水分离后部分硝化液回流至自养脱氮同步污泥发酵耦合反硝化反应器。本发明能有效抵抗高氨氮负荷冲击，充分利用原水及发酵产生的碳源，提高废水脱氮效率，同时减少污泥产量。