本发明涉及高温合金热处理技术领域，尤其涉及一种高热强性高温合金的热处理方法。包括：根据不同炉批高温合金的化学成分，预测每一炉批高温合金的 相全溶温度；预测每一炉批高温合金固溶后不同控冷条件下 相的析出区间温度；不同炉批高温合金经熔炼、锻造、挤压或者模锻，得到第一锻态合金；测定每一炉批高温合金固溶后不同控冷条件下 相的析出区间温度、每一炉批高温合金实际的 相全溶温度和再结晶温度；将每一炉批第一锻态合金均加热至该炉批锻态合金对应的预退火温度，进行预退火处理，保温；两次固溶保温处理，先缓冷后快冷至室温，两次时效保温处理。经本发明方法热处理后的镍基高温合金，晶粒组织均匀，合金性能优异。