Vákuové ochladzovanie oleja má za úlohu zohriať obrobok vo vákuovej ohrievacej komore a presunúť ho do nádrže na ochladzovací olej.Kaliacim médiom je olej.Chladiaci olej v olejovej nádrži sa prudko mieša, aby sa obrobok rýchlo ochladil.
Tento model má tú výhodu, že je možné získať lesklé obrobky pomocou vákuového kalenia oleja, s dobrou mikroštruktúrou a výkonom, bez oxidácie a oduhličenia na povrchu.Rýchlosť chladenia pri ochladzovaní oleja je rýchlejšia ako pri ochladzovaní plynom.
Vákuový olej sa používa hlavne na kalenie vo vákuovom olejovom médiu z legovanej konštrukčnej ocele, ložiskovej ocele, pružinovej ocele, zápustkovej ocele, rýchloreznej ocele a iných materiálov.