本發明公開了一種硫酸尾氣二氧化硫深度處理方法,主要包括以下處理步驟:(1)濕度調質處理,將硫酸生產工藝過程產生的硫酸尾氣送入調質塔,通過加入水蒸氣或噴淋水將硫酸尾氣的相對濕度調整至不大于20%;(2)脫硫處理,將經濕度調質處理后的硫酸尾氣送入脫硫塔,使其流經催化劑床層,在催化劑的催化氧化作用下硫酸尾氣中的二氧化硫、氧和水被轉化成硫酸,脫硫操作溫度不低于50℃,得到的硫酸溶液返回硫酸生產系統或直接作為產品,經脫硫處理達到深度處理設計要求的尾氣排放。本發明公開硫酸尾氣二氧化硫深度處理方法,具有資源消耗低、工藝簡單、脫硫效率高、適應性強、運行成本低、適應循環經濟發展等優點。