这是一种以水作为冷却介质的强迫油循环冷却方式，其冷却效率高，适用于大型变压器且具有冷却水源的场合。采用这种冷却方式的变压器，油箱上不装散热器，而是在变压器外加装了一套与油箱相连的系统，包括油泵、滤油器和水冷却器等。在
水冷却器内部通有冷却水，外部流过热油，冷却水将油的热量带走，然后从排水管内排出，使热油得到冷却。变压器的上层热油由油泵抽出，经过水冷器冷却后，从油箱下部流回变压器，去冷却变压器的铁芯和绕组，油受热后温度升高，热油再次流到变压器的顶部并被抽出。由于水的散热效率比空气高，强迫油循环水冷式与强迫油循环风冷式相比，散出同样的热量所消耗的材料和电能比较少，造价较低，所需冷却器的数量较少，维修工作量大为减少，而且没有风扇的噪声，有利于运行中辨别变压器的声音异常。采用强迫油循环水冷却方式的变压器正常运行时，冷却器的冷却水不得含有对铜铁有害的化学腐蚀剂。