本发明提供了一种等离子体协同催化剂的脱硝系统及其处理方法,所述系统包括依次相连的气体混合系统、等离子体反应系统、固定床催化反应器、吸收装置和引风装置。所述方法为:待处理烟气与氨气混合后进入等离子体反应器,在高压作用下产生流光放电生成电子、离子和自由基等活性物质,进行初步脱硝;初步脱硝后的烟气再与氨气混合后在催化剂的催化作用下,使烟气中的NOx和氨气反应,达到脱硝的目的;尾气经吸收后排出。本发明利用流光放电等离子体与低温催化剂之间的协同作用,可低温低能耗脱除烟气中氮氧化物,且氮氧化物脱除效果突破了氧的抑制作用,可实现SCR装置的低尘布置或尾端布置,提高催化剂的寿命。