本发明公开了一种干式真空泵负压状态下的油水分离系统及分离方法，包括主罐、副罐、干式真空泵和控制系统，控制系统由继电器、阀门、漏电保护器和主板组成，当油水通过滤芯过滤后进入主罐中，再通过主罐和副罐之间来回循环，最后由主罐进入干式真空泵中，通过上述设置达到油水、汽分离的效果，达到去除油水的目的，使得进入干式真空泵中的气体中不含有油水，使得干式真空泵在使用中不易被损坏，提高了干式真空泵的使用寿命。