The device for oxygenating blood during extracorporeal circulation comprises: a box-like body (2) having a first end and a second end opposite thereto, and defining therebetween a treatment chamber (3) with an inner surface (3A); at least one exchange unit (4) comprising at least one corresponding flat diaphragm (5) impervious to blood flows, having a greater axis (X1) and a smaller axis, and fitted in said treatment chamber (3), which has a winding (6) of hollow microporous fibers wound thereon; at least one inlet port (7) for blood to be treated and one outlet port (8) for treated blood, which is axially aligned with the inlet port (7) in an alignment direction (DA); a compartment (10) for accumulation and delivery of blood to be treated and a compartment (11) for collecting treated blood which are defined downstream from the inlet port (7) and upstream from the outlet port (8) respectively, between said exchange unit (4) and said inner surface (3A), the diaphragm (5) being oriented with the greater axis (X) parallel to the alignment direction (DA).La présente invention concerne un dispositif d'oxygénation du sang pendant une circulation extracorporelle comprenant : un corps en forme de boîte (2) ayant une première extrémité et une seconde extrémité opposée à la première, et définissant entre les deux une chambre de traitement (3) avec une surface intérieure (3A) ; au moins une unité d'échange (4) comprenant au moins un diaphragme plat correspondant (5) imperméable aux flux sanguins, ayant un grand axe (X1) et un petit axe, et logé dans ladite chambre de traitement (3), laquelle présente un enroulement (6) de fibres microporeuses creuses enroulées ; au moins un orifice d'entrée (7) pour le sang à traiter et un orifice de sortie (8) pour le sang traité, lequel est aligné axialement avec l'orifice d'entrée (7) dans une direction d'alignement (DA) ; un compartiment (10) pour l'accumulation et apport du sang à traiter et un compartiment (11) pour le recueil du sang tr