本发明公开了一种提高维生素D3的原料利用率和产品收率的方法，包括以下步骤：将维生素D3粗品与吸附溶剂混合，溶解后注入层析柱中；洗脱溶剂进行洗脱，跟踪监测洗脱液成分，分段收集7‑去氢胆固醇、维生素D3、预维生素D3、速甾醇T3；将多个批次的7‑去氢胆固醇溶液收集合并，蒸除溶剂，得到7‑去氢胆固醇粉末，用于制备维生素D3粗品；将速甾醇T3段溶液加入有保护气体的光化反应器当中，进行光化学反应，控制反应温度在20～50℃，得到的光照反应液与维生素D3段、预维生素D3段溶液合并，蒸馏浓缩除去溶剂，再进行热异构反应，制得高含量维生素D3油。本发明利用柱层析分段收集的优势，将分离出的7‑去氢胆固醇循环套用，速甾醇T3通过光化学反应转化为维生素D3，从而提高了原料利用率和产品收率。