本发明提供了一种微串联-内循环光电催化氧化废水处理方法，其特征在于，在常温常压下，将有机废水经预处理后，进入微串联光电催化氧化废水处理单元装置首端的第一个阳极室进行光电催化氧化处理，出水经阳极连通管进入相邻的阳极室继续进行光电催化氧化处理，直至进入末端最后一个阳极室内光电催化氧化处理后得到处理后废水，整个微串联光电催化氧化废水处理单元装置内水力停留时间为0.5-2小时；处理后废水经微串联-内循环光电催化氧化废水后处理单元进行气液分离，分离得到尾气进行无害化处理，经分离后的出水实现达标排放。本发明方法能提高光电处理效率，有效处理高盐、高硬废水，而且能有效解决处理高硬度废水时光源、极板结垢的问题。