Limbah cair yang mengandung senyawa 2-klorofenol dan 4-klorofenol cenderung mengalami bioakumulasi di lingkungan karena sulit didegradasi. Metode konvensional seperti klorinasi, adsorpsi, ekstraksi cair-cair, distilasi uap, fotokatalitik tidak efisien dan mahal. Teknologi plasma dengan reaktor plasma Dielectric Barrier Discharge (DBD) non-termal dapat mendegradasi senyawa klorofenol dengan efisien tanpa menghasilkan efek samping. Berbagai spesies aktif yang dihasilkan dalam reaktor DBD yaitu elektron dan senyawa radikal OH, O3, H2O2. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi kinerja degradasi dari reaktor plasma DBD, yaitu persentase degradasi, Chemical Oxygen Demand (COD), radikal OH yang terbentuk, konsentrasi degradasi senyawa 2klorofenol dan 4-klorofenol, dan konsentrasi ozon terlarut. Variasi yang dilakukan yaitu dengan tegangan plasmatron 15, 17, dan 19 kVolt, pH 4 dan 10, dan laju alir limbah yaitu 50, 65, 80 mL/menit. Nilai degradasi 2klorofenol dan 4-klorofenol dalam reaktor DBD mencapai 70,96% dan 23,42%, pada pH 4, secara berturut-turut. Namun pada pH 10, persentase degradasi 2-klorofenol dan 4-klorofenol mencapai 79,41% dan 53,54%, secara berturut-turut. Kondisi optimal proses degradasi didapatkan saat laju alir limbah 50 mL/menit, laju alir udara 2,5 L/menit, dan tegangan sekunder NST 19kV.