本发明公开了一种利用粗磷酸锂制备电池级磷酸铁和碳酸锂的方法。该方法是将粗磷酸锂依次经过研磨、溶解和过滤，得到粗磷酸锂溶液；粗磷酸锂溶液通过萃取法分离Al3+和Ca2+，所得萃余液进行氧化和沉淀磷，得到水合磷酸铁和沉磷后液，水合磷酸铁经过烘干，即得电池级磷酸铁；将沉磷后液进行深度除杂后，通过碳酸盐沉淀锂，得到粗碳酸锂，所述粗碳酸锂经过氢化法提纯，得到电池级碳酸锂。该方法能够综合回收粗磷酸锂中的磷和锂，并同时获得电池级磷酸铁和碳酸锂，且操作简单，流程短，成本低，有利于大规模生产。