本发明涉及一种有机废液处理在线监测调控系统及方法，该系统包括监测与控制模块，和依次相连的预处理单元、二级处理单元、深度处理单元；上述三个处理单元分别与取样模块、加药与曝气单元相连；取样模块与检测单元相连，且检测单元、监测与控制模块、加药与曝气单元依次电性相连。本发明的有益效果是：通过动态实验平台，利用快速检测方法表征废液处理过程中宏观与微观指标的变化，并实时将检测结果反馈回运行控制系统，调控采用的处理技术和运行参数；建立处理过程中物质成分、结构、浓度变化与检测指标、运行参数的联动关系，可准确高效的评价和优化含聚含油有机废液的处理效果，为处理工艺系统水质波动响应提供技术支撑。