本发明提供一种汽油深度脱硫方法，包括如下步骤：将汽油原料切割为轻馏分和重馏分；对所述轻馏分进行液液萃取，得到含有烯烃的轻馏分萃余油和含有硫化物及芳烃的轻馏分萃取油；对所述重馏分进行萃取蒸馏，得到含有烯烃的重馏分萃余油和含有硫化物及芳烃的重馏分萃取油；对所述轻馏分萃取油和重馏分萃取油进行选择性加氢脱硫，得到脱硫馏分；将所述轻馏分萃余油、重馏分萃余油和脱硫馏分混合，得到脱硫汽油；其中，所述轻馏分与重馏分的切割温度为80-120℃。本发明的汽油深度脱硫方法在实现深度脱硫的同时还能够显著减小汽油产品辛烷值损失并大幅降低脱硫负荷，且产品收率＞95％。