本发明公开了一种污泥液化制液体燃料工艺，包括以下步骤：1、一定温度下将污泥原料、循环溶剂和催化剂按比例混合成浆；2、料浆经预热后与反应气体混合发生液化反应；3、液化后产物进行气液分离，气相经油水分离器分离得到轻油、气体、水相，气相经脱硫脱碳后得到不凝气，液相经沉降分离得到油相和残渣，油相通过蒸馏得到中油和重油；4、部分不凝气加压返回反应器参与液化反应；5、部分水相返回制浆步骤。本发明中污泥原料无需经过干燥处理，直接在CO或合成气气氛下进行水热液化反应，既消耗原料中大量的水分，又对液化产物进行提质，从而得到优质油品和其他产品。本发明将污泥中有机质进行高效转化，具有良好的环境和社会效益。