本发明公开了一种甲醇－硝基甲烷共沸混合物的间歇萃取精馏分离方法。属于甲醇－硝基甲烷共沸混合物的分离技术。该方法以戊醇、乙二醇、1, 2－丙二醇、1, 3－丙二醇、丙三醇或N, N－二甲基甲酰胺为萃取剂，萃取精馏塔操作条件，常压或减压下，萃取剂和该塔顶馏出物的质量比为0.5：1－10：1，萃取剂的进料温度为20－60℃，控制萃取精馏塔顶不同温度和不同回流比，由萃取精馏塔顶分别采出甲醇产品、甲醇－硝基甲烷过渡段I、硝基甲烷产品和硝基甲烷－萃取剂过渡段II；当加热釜的萃取剂组成达到要求时，将萃取剂泵入高位储槽，加料进行下批间歇萃取精馏分离。本发明的优点在于采用萃取剂破坏甲醇－硝基甲烷共沸体系，分离出高纯甲醇、硝基甲烷产品，单塔操作灵活，设备费用低。