本发明公开了一种高纯度环戊烯的制备方法，包括：1)原料乙烯裂解C9馏分进入脱硫反应器进行脱硫反应；2)物料进入反应精馏塔进行解聚精馏，塔顶得环戊二烯；3)将环戊二烯和溶剂环戊烯、氢气混合后连续地通过固定床催化剂床层进行催化加氢反应；4)将加氢产物进行热二聚反应；5)将物料经环戊烯精制塔进行分离，塔顶得精制环戊烯产品。本发明的制备方法通过适宜的预处理工艺，以环戊烯为加氢反应的溶剂，采用加氢和二聚反应相结合的方法，在保证良好的加氢反应效果和催化剂使用寿命的前提下，可大幅度简化后续产品分离精制过程，降低能耗，并获得含量大于99％的高纯度环戊烯。