本发明一种制备5N级硝酸钙溶液的方法以工业级硝酸钙水溶液为料液、P229为萃取剂，由满载分馏萃取分离NaMgCa/CaBaPbAlFe、满载分馏萃取分离NaMg/Ca和分馏萃取分离Ca/BaPbAlFe三个步骤组成，分离除去料液中的钠、镁、钡、铅、铝、铁等金属元素杂质，以及分离除去氯、硅、硫等非金属元素杂质，制备5N级硝酸钙溶液。目标产品5N级硝酸钙溶液的纯度为99.9990％～99.9997％，工业级硝酸钙水溶液中钙的收率为96％～98％。本发明具有产品纯度高、钙的收率高、试剂消耗少、分离效率高、工艺流程短、生产成本低等优点。