本发明涉及智慧水务技术领域，公开了一种基于模型优化的超声波水表流量校准方法，包括以下步骤：s1，控制流量，获得标准组和测试组数据；s2，基于标准组数据对流量特征曲线作非线性拟合，计算初始数学模型；s3，基于测试组数据评价数学模型；s4，基于测试组数据优化模型参数；s5，基于数学模型，通过差分进化算法，获得单只水表最优的分段校准系数；s6，重复s3至s5，完成所有水表的流量校准。本发明直接使用原始数据求解校准系数，简单高效，避免因人工选择分段点不合理引起精度误差，从源头修正校准系数，为每支水表优化独立的模型，消除加工或安装误差带来的影响，将精度控制在要求范围内，实现同批次或型号水表的高度一致性。