本发明提供了一种五氧化二钒的制备方法，包括如下步骤：将钒液依次用除杂剂、絮凝剂A、深度除杂剂进行除杂，得净化钒液；净化钒液经酸性铵盐沉钒得到多钒酸铵，多钒酸铵经后处理，得五氧化二钒；其中，用所述除杂剂进行两次除杂，第一次加入除杂剂之前，用碱调节钒液的pH值为10‑14；第二次加入除杂剂之前，用酸调节钒液的pH值为7‑9；深度除杂剂包括絮凝剂B和捕获剂。该方法通过用除杂剂进行两次除杂，并分别限定两次加入除杂剂时钒液的pH，结合后续采用絮凝剂A以及深度除杂剂除杂等步骤，在保证沉淀多钒酸铵析出的同时将沉钒浓度提高至30‑40g/L，降低废水产量，五氧化二钒纯度达99.40％以上。