本发明公开一种高纯度环戊烯的生产方法，包括以下步骤：1)将部分加氢碳五馏份送入精馏塔，从塔顶分出沸点较低的粗异戊烯馏分，从塔釜得到含有环戊烯、环戊烷馏份的塔釜液；2)将塔釜液通过磺酸基阳离子交换树脂构成的固定床催化剂床层进行二聚反应，得到二聚反应液；催化剂的质量交换容量为3～5.5mmol/g，质量空速为1～35hr‑1，反应温度为18～45℃，反应压力为0.1～0.5MPa；3)将步骤2)得到的二聚反应液进行精馏，从塔顶分出质量含量99％以上的环戊烯。本发明通过磺酸基阳离子交换树脂使2‑甲基‑2‑丁烯在催化剂床层进行二聚转化成沸点较高的重组分，实现了环戊烯与2‑甲基‑2‑丁烯的分离，不但可以显著降低能耗，且可以生产纯度99％以上的环戊烯。