本发明公开了一种高效同步在线灌装灭菌设备及工艺,该设备包括通过管道依次连接的配料罐、UHT杀菌机、贮罐以及分装机;所述分装机包括机架、设置在机架上的储料罐以及分装机构;所述储料罐底部设有出料管,所述出料管上设有为出料提供动力的动力机构,所述出料管连接紫外线灭菌机构,所述紫外线灭菌机构通过分装管将物料输出到所述分装机构上。该工艺包括:利用配料罐完成配料;将物料输送到UHT杀菌机进行超高温瞬时灭菌;将完成超高温瞬时灭菌的物料输送到贮罐进行储存;将贮罐内的物料输送到分装机上的储料罐,储料罐再将物料输出到分装机构进行分装;在储料罐将物料输出到分装机构的过程中,通过紫外线灭菌机构对物料进行灭菌。