本发明公开一种共沸精馏分离醋酸甲酯和甲醇的方法，包括以下步骤：（1）将醋酸甲酯和甲醇的混合液与共沸剂加入到精馏塔中，精馏后塔顶得到甲醇与共沸剂的共沸物，塔釜得到富含醋酸甲酯的馏分；（2）采用水为萃取剂，对甲醇与共沸剂的共沸物进行萃取，水相为甲醇水溶液，有机相为共沸剂相；对萃取后得到的甲醇水溶液进行精馏分离。本发明采用丁烯或戊烯作为共沸剂，以水作为萃取剂，采用共沸精馏和液液萃取联合的分离工艺打破了甲醇和醋酸甲酯的共沸，实现甲醇和醋酸甲酯的完全分离，并且共沸剂丁烯、戊烯和萃取剂均可以通过精馏回收后循环使用，该方法操作简单，分离效果好。