本发明公开了一种煤直接液化废水的处理方法。该处理方法包括以下步骤：采用催化湿式氧化法对煤直接液化废水进行处理，得初级处理废水；采用生物氧化法对初级处理废水进行二次处理。由于本发明的煤直接液化废水的处理方法，首先采用催化湿式氧化法对煤直接液化废水进行处理，使该废水的COD去除率可达80％以上，对微生物具有毒性作用的酚和醛等物质被氧化为极易微生物分解的小分子羧酸等物质，经进一步地生物氧化处理，废水可达标排放。其工艺简单，煤直接液化废水可集中统一处理，无需单独处理，因此处理效率得到极大提高。