Vakuumsko kaljenje u ulju je zagrijavanje obratka u vakuumskoj komori za grijanje i njegovo premještanje u spremnik ulja za kaljenje.Sredstvo za gašenje je ulje.Ulje za gašenje u spremniku za ulje snažno se miješa kako bi se radni komad brzo ohladio.
Ovaj model ima prednosti jer se kaljenjem u vakuumskom ulju mogu dobiti svijetli obradaci, s dobrom mikrostrukturom i učinkom, bez oksidacije i dekarburizacije na površini.Brzina hlađenja kod kaljenja uljem je brža od one kod kaljenja plinom.
Vakuumsko ulje uglavnom se koristi za kaljenje u mediju vakuumskog ulja legiranog konstrukcijskog čelika, čelika za ležajeve, čelika za opruge, čelika za kalupe, čelika za velike brzine i drugih materijala.