本发明公开了一种污泥水热催化氧化深度脱水方法，将含水率为75～85％的待处理污泥100份预热后导入反应釜中，加入滤液、氧化剂、硫酸亚铁进行水热反应，反应进行30～60min时加入甲酸钙继续反应，水热反应的温度为180～250℃、压力为0～3MPa、反应时间为45～90min；将水热反应后的污泥浆状物通过管道与待处理污泥热交换预热待处理污泥、降温污泥浆状物，机械脱水降温的污泥浆状物，获得含水率低于30％的脱水污泥滤饼和滤液；氧化剂为硝酸铵和/或双氧水、为预热污泥质量的2～5％；硫酸亚铁质量为氧化剂的1～3％，甲酸钙质量为预热污泥的1‑3％。本发明污泥脱水方法在水热处理改善污泥特性的基础上，通过氧化剂氧化使污泥深度脱水，具有较高的经济效益、社会环境效益和较大的市场应用前景。