本发明公开了一种G520马氏体沉淀硬化不锈钢热处理方法,具体步骤为:先进行固溶处理:1040℃~1080℃,保温时间为2h~3h,水冷;再进行时效处理:625℃~635℃,保温时间为3h~3.5h,空冷;随后进行淬火处理:855℃~865℃,保温时间为3h~3.5h,油冷;最后进行回火处理:530℃~620℃,保温时间为3.5h~4h,空冷。该热处理方法能够得到均匀细小的回火索氏体组织,其抗拉强度达到900MPa以上,且具有良好的冲击韧性,冲击功达到100J以上,该方法提高了G520马氏体沉淀硬化不锈钢的综合力学性能,同时该热处理方法简单,操作方便,适用于大型工厂批量生产,具有较高的生产效率。