本发明涉及一种提高0Cr16Ni5Mo1马氏体不锈钢韧塑性的热处理方法，该方法为：将0Cr16Ni5Mo1马氏体不锈钢在高温下进行保温处理后，淬火至温度低于50℃，之后置于冰水混合物中进行冷处理，再进行回火。与现有技术相比，本发明降低了淬火终止温度，并增设了一个成本低廉、操作便捷的冰水混合物冷处理步骤，可以有效细化晶粒，并且基本消除淬火后的残余奥氏体。采用本发明对0Cr16Ni5Mo1马氏体不锈钢进行热处理后，材料强度完全达标，屈服强度≥850MPa，抗拉强度≥930MPa，同时韧塑性得到有效提高，延伸率≥16％，冲击韧性≥160J/cm2，可充分发挥该材料的综合机械性能，用于制造航空航天领域的核心部件。