本发明公开了一种超临界流体多级萃取-裂解耦合处理含油污泥的方法，采用油泥减量化、调质化、闪蒸热处理、多级超临界流体萃取-超临界水裂解耦合技术对含油污泥进行无害化处理及资源化利用，其中闪蒸可得轻油组分，多种超临界流体梯度萃取得到重质油、高级酚及稠环芳烃，超临界水裂解将油泥中残留的重胶质及沥青质裂解为丙烯、丁烯、轻油及重油组分，重油组分再经超临界流体萃取利用。本发明能对油泥进行系统分离及综合利用，所需设备规模小、工业放大较容易，处理后的油泥有机物除去率较高，能够达到填埋标准，且处理效率高，与传统油泥处理方法相比能最大限度的回收石油资源，具有较高的工业经济价值，经济与环保综合效益显著。