本发明涉及高温合金热处理技术领域，具体公开了一种抑制GH4141合金晶粒异常长大的热处理方法。本发明通过对GH4141合金棒材中获取的试样块进行热处理，首先获取合金棒材一端的合金片，再将合金片进行切割获取试样块，通过对试样块进行加热，然后将加热后的试样块保温处理，随着保温时长的延长，试样块的晶粒度回更均匀、细小，使试样块中的残余应力降低，然后再对保温后的试样块进行冷却处理和过固溶时效处理，能够有效避免加热后的晶粒异常长大，从而增强GH4141合金的性能。