本发明提供一种CuNiSn系合金棒材的短流程热处理方法，将铸件依次进行预处理、水封热挤压、双级时效，所述双级时效包括：一级时效，挤压棒材加热温度范围250～350℃，加热速度5～10℃/min，保温100～500min；二级时效，挤压棒材加热温度范围350～450℃，加热速度5～10℃/min，保温200～500min。本发明实现了制备CuNiSn系合金棒材的短流程热处理方法，有效提高CuNiSn系合金棒材特别是大规格棒材的力学性能均匀性和强韧性。制备的CuNiSn合金棒材满足了高强韧弹性材料的要求，能广泛应用于航天航空航海和电子等重要领域。本发明工艺流程简单、操作方便，便于大规模生产，以满足现代工业飞速发展的要求。