本发明公开了一种采用双水相技术从发酵液中提取聚谷氨酸的方法。其首先配制混合溶液，建立双水相萃取体系，使得PEG1000质量分数为10％‑30％，(NH4)2SO4质量分数为5％‑25％，发酵液质量分数为10％，发酵液pH值为3.75‑8.46，然后控制环境温度为20‑40℃，待混合液自然分相，取上相，采用截留分子量为30KDa的超滤膜透过PEG1000，最后将截留的聚谷氨酸浓缩液经‑40℃低温冷冻后，于‑50℃真空冷冻干燥24h，得纯品。本发明解决了聚谷氨酸发酵液粘稠，预处理成本过大的问题，且后续双水相体系反应温和，避免了传统沉淀法对聚谷氨酸分子量的破坏。