本发明公开了等离子体与超声和催化联合的级联式水处理装置，其特征在于：包括：水处理单元（1），所述水处理单元（1）包括超声臭氧联合反应器（2）和等离子体发生器（3），所述超声臭氧联合反应器（2）的出水口通过液泵（4）和液体流量计（5）与Y型反应器（6）的进水口相连；所述超声臭氧联合反应器（2）的顶端通过第二气体循环管道（42）与所述等离子体发生器（3）相连通。本发明提供的一种等离子体与超声和催化联合的级联式水处理装置，综合利用超声、臭氧、等离子体、TiO2催化等方法来进行污水处理；另外，还克服现有技术中废水处理装置占地面积大、耗能高、单次处理时间长和等离子体中活性物质利用率低等问题。