本发明公开了一种工业园区生化尾水分级回用的深度处理方法，属于污水处理技术领域。首先，将工业园区生化尾水进入滤布滤池处理，滤布滤池出水分两路分别进入O₃耦合生物炭系统与人工光源耦合沉水植物净化池处理，O₃耦合生物炭系统由O₃氧化池和生物炭池组成，人工光源耦合沉水植物净化池的出口通过阀门与清水池连通；然后从回用清水池抽取适量的水依次送入纳滤软化装置、软化水箱、反渗透装置、除盐水箱、电除盐装置和超纯水箱，最后将回用清水池、软化水箱、除盐水箱和超纯水箱分别用管道或送水车送至园区用水点。本发明的方法可实现较高的回用率，而且能显著降低水处理成本，推广价值大。