本发明涉及一种细晶高纯镍靶材的制备方法，属于镍靶材技术领域。本发明将高纯镍板进行真空熔炼，真空度达1×100Pa时，通入高纯氢气，氢气氛围下熔融成镍熔体并恒温感应熔炼10min以上使氢气充分溶入镍熔体，浇铸得到镍锭；镍锭经表面铣削后冷轧得到冷轧镍板，其中轧制总变形量为50～60％；冷轧镍板匀速升温至温度450～650℃下退火处理0.5～2h，空冷至室温得到细晶高纯镍靶材。本发明氢气氛下的熔炼能够去除镍中的氧、碳等杂质元素，同时固溶在镍中的氢能够促进轧制过程的再结晶过程，从而获得细晶高纯镍靶材，本发明的金属镍靶材组织成分均匀，晶粒尺寸细小，非金属杂质含量显著降低。