本发明属于轧钢油泥处理设备技术领域，提供了一种轧钢油泥高效环保处理系统及处理方法，该系统包括预处理池、油泥输送泵、燃烧炉、热解炉、冷却塔、废油储池和氮气净化塔，预处理池上设置有加热隔层和搅拌桨，油泥输送泵与预处理池连通，燃烧炉设置有换热管，换热管与储气罐连通，燃烧炉与加热隔层连通，热解炉设置有油泥喷嘴和氮气喷嘴，油泥喷嘴与油泥输送泵连通，氮气喷嘴与换热管连通，冷却塔与热解炉连通，废油储池与冷却塔连通，氮气净化塔与冷却塔连通，氮气净化塔与储气罐连通。本发明所提供的轧钢油泥高效环保处理系统，处理效率高、不易粘结且节约资源、能源消耗低。