本发明提供一种高精度油水分离装置及其方法，包括：压力容器罐、所述压力容器罐内设置有至少一根滤芯，所述压力容器罐的顶部设置有集油杯，所述压力容器罐的底部设置有出水口，所述压力容器罐的侧面设置有进水口，所述进水口与所述滤芯连接。本发明的方法包括以下几个步骤：步骤A：将待处理的污水经进水口用所述水泵抽入所述滤芯中；步骤B：含油污水进入穿孔硬管后，从通孔流出，经流出的含油污水穿透过纤维层后进入所述压力容器内，令油污水在流经所述纤维层的过程中，细小的乳化油颗粒及分散油颗粒在纤维上吸附聚集，当聚集的油颗粒长大到一定程度时，将在水流驱动下脱离所述滤芯上浮到集油杯中，经过滤后的水从出水口排出。