本发明公开了一种臭氧催化氧化深度处理石化废水的工艺方法，其特征在于：石化废水依次流经预氧化塔、催化氧化塔Ⅰ和催化氧化塔Ⅱ，三塔内分别填装高孔隙惰性填料、活性氧化铝基催化剂和颗粒活性炭，其中预氧化塔带压运行。臭氧由富氧源或氧气源臭氧发生器制取，塔内尾气统一收集处理。