一种Fenton氧化废水处理方法及系统，该方法是按照H₂O₂与拟去除的废水中溶解性COD的摩尔浓度比为0.8-1.0的关系确定废水中H₂O₂的投加量，再根据H₂O₂和硫酸亚铁的摩尔浓度比为0.6-0.9的关系确定废水中硫酸亚铁的投加量；首先调节废水的pH值至5.5-6.5，然后将废水均分成两股，在两股废水中分别投加硫酸亚铁和H₂O₂，各自充分混合，然后再导入到一起进行Fenton氧化反应；该系统包括主体；在主体内的上部设置有分离区，底部设置有布水区，分离区和布水区之间形成氧化反应区。本发明能够合理确定Fenton试剂的投加量，加强了Fe²⁺和H₂O₂的混合效果，提高了H₂O₂的利用效率，化学污泥产量少，降低了药剂投加量和氧化反应时间。