本发明涉及一种大粒径多孔高比表面二氧化硅微球的制备方法，以工业化大孔大粒径树脂为模板，有机硅作为硅源，在真空条件下将硅源“灌充”入多孔树脂孔道中，在碱性条件下水解后进行煅烧，通过孔、壁替换的方法制备得到一种大粒径高比表面二氧化硅微球。第一步氧化硅填充到模板树脂孔道内，经历一步碳化，模板树脂骨架碳化进一步带来孔道用于第二次填充，如此进行保证了产品二氧化硅微球的骨架强度及丰富孔道。此方法制备的二氧化硅微球具有高的比表面积、孔道及粒径易于控制、均一性好，且制备过程简单，成本低，适于大规模制备，在吸附分离领域有潜在应用价值。