本发明涉及一种具有海绵城市功能的黑臭水体处理装置，包括设在河道边步行道下方的储水槽，储水槽在横断面上分为第一区域、第二区域及第三区域；第一区域与第二区域上部连通，第一区域上部设有将步行道的雨水接入第一区域的第一喇叭口，第一喇叭口下方通过细直管连接有第二喇叭口，细直管周边悬吊有内装第一填料的金属笼，第一喇叭口侧边连接有内装过硫酸钠颗粒的加药管；第二区域设有第二填料并与第三区域底部相通；第三区域上端设置有排水口，挡水墙与河沿之间设有高分子结构的海绵填料，河底设有将河水泵入第一区域的潜水泵。本发明利用土壤渗透作用，可以将水中的微生物残余物、颗粒物等完全去除，使得河水得以清洁干净。