本发明涉及一种使用疏水性离子液体从废水中分离回收微量有机溶剂的方法。该方法将疏水性离子液体与浓度低于0.1～10wt%的有机溶剂水溶液按体积比1∶1～10混合，充分搅拌后静置分层，水相中有机溶剂富集于离子液体相中；分离离子液体相后，减压蒸出离子液体中的富集的有机溶剂，实现回收有机溶剂的目的。针对不同溶剂在离子液体中的富集特性，还可以采取两级以上的串级萃取操作，以提高回收率。本发明操作简单，没有乳化现象发生，缩短操作时间，萃取效率高，容易多级组合，有益于改造从废水中回收有机溶剂的传统工艺，使其具有经济高效和绿色环境友好的优势。