本发明涉及一种丁烯氧化脱氢制丁二烯的微球催化剂的制备方法，包括向硝酸铁溶液中加入硝酸锌、无水氯化钙和助剂，所述硝酸铁与硝酸锌摩尔比为500:125～500:375，待溶解后加入碱性沉淀剂进行并流沉淀，得到氢氧化物前驱体；再向其中加入Fe2O3溶胶；然后对所述胶体溶液进行老化、洗涤，保留滤饼；将滤饼研磨并配制浆料，加入稳定剂后喷雾成型得到微球催化剂，通过在200～400℃下焙烧1～4h，再在400～600℃下焙烧3～7h，得到催化剂成品。本催化剂对丁烯氧化脱氢反应具有较高的催化活性和稳定性。