本发明属于污泥资源化处理领域，公开了一种微波循环污泥厌氧发酵生产挥发性脂肪酸的方法，该方法包括以下步骤：将浓缩污泥和脱水污泥配成混合污泥，取上述混合污泥作为进料进行碱性厌氧发酵产酸，同时回流污泥进行微波预处理，再循环进行碱性厌氧发酵，出料收集高含酸量混合液。本发明所提供的系统将碱性调节、微波强化破壁、循环回流等技术有机结合起来，实现了物理化学强化处理技术和微生物处理技术结合，真正实现了有机底物的高效利用，提高整个系统的运行稳定性。