本发明公开了一种改善高速钢强韧性的热处理工艺方法,包括对高速钢件经等温球化退火预处理后再施以等温淬火、分级淬火及深冷处理和回火复合最终热处理,等温球化退火预热处理后,以便于机械加工,并为后续淬火处理做好组织准备;在预热处理完成后进行最终热处理,其步骤为:在下贝氏体转变温度等温油淬,然后深冷处理24小时或以上,再经二次循环处理:520~600℃分级淬火+深冷处理,最后在520~600℃保温1-2小时回火。