一种高碳轴承钢心部强韧化和表面超硬化的复合热处理方法，属于轴承钢热处理技术领域。工艺包括：高碳轴承钢GCr15的球化热处理工艺、调质热处理工艺、表面感应热处理工艺以及最终回火热处理工艺。优点在于，通过复合热处理可以获得心部硬度≥40HRC和韧性Aku≥40J，同时复合处理后表面硬度≥65HRC和4.5GPa赫兹应力下室温接触疲劳寿命L10≥1x108次；不仅可以在GCr15钢使用提高性能，而且可以在GCr18Mo、440C和M50等轴承钢使用。