本发明涉及聚偏氟乙烯膜材料领域，公开了一种聚偏氟乙烯分离膜及其制备方法。制备聚偏氟乙烯分离膜的方法包括：1)活化聚偏氟乙烯溶液中的聚偏氟乙烯，使其产生活性基团；2)在惰性气氛下，将活化的产物与乙酸乙烯酯接触进行反应；3)在碱性环境下，将步骤2)所得产物与醇接触进行反应，得到接枝聚乙烯醇的聚偏氟乙烯溶液；4)沉淀出接枝聚乙烯醇的聚偏氟乙烯固体；5)将接枝聚乙烯醇的聚偏氟乙烯固体溶解于溶剂中得到铸膜液，然后通过浸没沉淀相转化法或溶剂挥发法制成分离膜。本发明还公开了由上述方法制得的聚偏氟乙烯分离膜。通过上述技术方案，本发明能够获得亲水性能优异、稳定的聚偏氟乙烯分离膜。