本发明提供一种车轴钢的热处理工艺。车轴钢的热处理工艺包括以下步骤：（1）一次正火：温度840-880℃，保温时间3-5小时，然后冷却至500℃以下；（2）二次正火：温度800-840℃，保温时间3-5小时，然后冷却至250℃以下；（3）回火：温度660-690℃，保温时间3-5小时，然后冷却至室温。本发明还公开了一种车轴采用上述热处理工艺制备而成。本发明解决了现有41CrMo钢没有与之配合的热处理工艺的问题，使41CrMo钢在保证强度的同时，提高了车轴钢的韧性，使热处理得到的车轴的综合性能得到大幅提升。