本发明提供了一种利用市政污泥焚烧灰制备磷酸铁的方法及电池级磷酸铁,方法包括以下步骤:S1,在超声波条件下,采用酸液作为浸出剂,将市政污泥焚烧灰中的磷元素浸出,经离心分离后得到第一含磷浸出液和酸浸渣;S2,去除所述第一含磷浸出液中的铝铁杂质离子、钙镁杂质离子、重金属离子,得到初始磷酸盐溶液;S3,将所述初始磷酸盐溶液中的磷含量调节至4.5%-6.0%,加入氧化剂,混合均匀,得到磷酸盐反应溶液;S4,将所述磷酸盐反应溶液均匀滴加到硫酸亚铁溶液中,制备得到磷酸铁。本发明直接由市政污泥焚烧灰得到初始磷酸盐溶液,通过加入纯水或者磷酸调节磷含量,操作简单,制备的磷酸铁呈颗粒状、椭球形,性能良好,能够达到电池级无水磷酸铁的要求。