本发明公开了SBR利用污泥内碳源处理城市生活污水深度脱氮除磷的装置和方法。装置包括：污泥发酵罐、发酵液分离池、发酵液脱氮除磷池、碳源储备箱、城市污水箱、厌氧/好氧/缺氧SBR，其中污泥发酵罐为一密闭池体，设有搅拌器；厌氧/好氧/缺氧SBR为敞开池体，设有搅拌器、曝气装置。方法为：城市污水进入SBR反应器，一个周期内首先厌氧下聚磷菌利用原水中的碳源进行厌氧释磷，接着好氧下硝化菌进行硝化反应、聚磷菌吸磷，最后缺氧下反硝化菌利用污泥厌氧发酵产生的富含短链脂肪酸的发酵液进行反硝化，重复以上过程，去除城市污水中的氮、磷。本发明无需外加碳源，利用城市污水及发酵液中的碳源进行脱氮除磷，减低成本并使污泥减量。