本发明提供一种采油回注水杀菌处理工艺，该工艺由两种氧化型杀菌剂配合投加使用的过程组合实现，可用于油田三次聚合物驱采油回注水处理。通过工艺的实施能够迅速、高效的杀灭水中的硫酸盐还原菌及其他菌类并有效抑制菌类滋生，能使水中有害菌浓度长时间维持在指标控制范围内。并且通过协同效应在控制菌藻的同时，避免了氧化型药剂对采油设备及管线的腐蚀，并且节约药剂成本三分之二左右。处理后的产水达到回注水水质要求，从而极大提高油田用水效率，达到节水减排的目的。