本发明公开了一种高强度高韧性等温淬火球铁材料及其制备方法和应用，其制备方法包括以下步骤：将原料采用常规的方法制备成球墨铸铁试件；将球墨铸铁试件置于气体渗碳炉中，升温至760～780℃，并保温6～10分钟，整个升温保温过程控制炉气碳势为0.6～0.7；将炉气碳势升至0.8～0.9，然后将炉温升温至奥氏体化温度并保温；对球墨铸铁试件进行等温淬火处理，得到高强度高韧性等温淬火球铁材料。本发明通过对球铁成分的选择和控制，能够稳定生产出抗拉强度Rm≥1200MPa且延伸率≥8％的高强度高韧性等温淬火球铁材料，和现有等温淬火球铁材料相比，克服了强度提高的同时韧性降低的不足。