本发明公开了一种水蚯蚓污泥减量有机污染物同步降解一体化反应器及其方法。由反应区、曝气系统和沉淀区组成一个敞口的立方体容器；反应区右侧设有沉淀区，反应区下部设有曝气系统，曝气系统包括上排曝气系统和下排曝气系统，上排曝气系统气流朝上，下排曝气系统气流朝下；反应区1内部设弹性组合填料，弹性组合填料上接种并密集培养水蚯蚓,反应区右上端设有滗水器，沉淀区右上端设有出水堰，沉淀区下部沉淀有污泥，沉淀区底部设有排泥管和污泥回流管，污泥回流管经污泥回流泵与反应区底部相连。本发明采用移动生物膜反应器与水蚯蚓相结合，通过水蚯蚓摄食和微生物降解有机污染物同步实现污泥减量和污染物质去除。