本发明公开了一种同步实现污水脱氮除磷、剩余污泥减量和磷资源回收的方法以及装置。该装置包括A/A/O单元、臭氧处理单元和磷回收单元；臭氧处理单元包括相连接的臭氧反应器和臭氧发生器；磷回收单元包括磷释放池、前沉淀池、磷回收池、后沉淀池和污泥储存池；磷释放池、前沉淀池、磷回收池和后沉淀池依次连通，磷回收池还与加药装置相连接；前沉淀池的底端与后沉淀池的顶端均与污泥储存池相连通；污泥储存池与A/A/O单元中的缺氧池相连通；A/A/O单元中的沉淀池的底端与臭氧反应器的进泥口相连通；磷释放池与臭氧反应器的排泥口和厌氧池相连通。本发明在保持污水脱氮除磷效能的前提下，同步实现了剩余污泥减排和磷资源回收，降低了污泥处理处置的成本。