本发明公开了一种基于核函数的加权极限学习机污水处理在线故障诊断方法，包括步骤：１）剔除掉污水数据中属性不完整的数据，然后将数据归一化处理，确定历史数据集和更新测试集；２）选取核函数和加权方案，然后根据最优模型确定模型参数；３）根据所选取的加权方案对历史数据集的每个样本赋予权值；４）训练模型，根据核函数计算核矩阵；５）从更新测试集中添加新样本到模型中进行测试，并更新历史数据集；６）回到步骤３），重新训练模型，不断重复上述过程，直到在线测试数据完毕，从而实现对污水处理过程的在线运行状态的识别。本发明方法更新时间短，分类准确率高，对于实时诊断出运行故障，污水处理厂安全运行，提高污水处理厂的运行效率具有重要意义。