本发明公开了一种大尺寸光纤预制棒的脱羟退火方法，包括：1)将光纤预制棒放置在退火炉内；2)通过三次升温将光纤预制棒加热至去应力温度；3)保温；4)通过四次降温将光纤预制棒降温至冷却温度。本发明通过三次逐渐升温将预制棒加热至去应力温度，且根据预制棒的特性，三个阶段的升温速度不同且逐渐降低，这种加热形式能够保证预制棒的热稳定性；保温的目的是为了使预制棒的内部充分受热，确保去应力的可靠性；通过四次逐渐降温的方式，且前面阶段的降温速度低于后面阶段的降温速度，这种降温方式，能够有效保证预制棒的内部的热量能够缓和均匀的散发出来，进而有效地避免了光纤预制棒在去热应力工艺中产生新的热应力。