本发明公开了一种非对称大断面钢轨热处理过程中侧面弯曲的控制方法，包括：S1.把非对称大断面钢轨的轨底分为I、II、III三个区域，在热处理机组内全程对轨底进行加速冷却，其中I区冷却速度1.5～3.5℃/s，II区冷却速度3～5.5℃/s，III区冷却速度1～3℃/s；S2.钢轨出冷却机组时，TII控制在380～420℃、TI控制在365～395℃、TIII控制在375～405℃，并且|TII‑TI|≤25℃、|TII‑TIII|≤15℃、|TIII‑TI|≤20℃。本发明钢轨出热处理机组之后的侧面弯曲≤0.8mm/m，有效避免了钢轨侧面弯曲严重导致无法正常通过辊道行进或撞击辊道侧边挡板的情况。