本发明属于高分子材料科学领域，具体涉及一种分离含油污水的超亲水PVDF油水分离膜及其制备方法与应用。该方法通过化学接枝的方式构建膜表面微纳米粗糙结构，协同高表面能多氨基聚合物，制备超亲水聚偏氟乙烯膜。本发明制备工艺简单、可以有效避免共混、涂覆过程纳米粒子脱落的问题，不涉及有毒试剂、对环境友好。本发明所制备的超亲水PVDF油水分离膜对不混溶的油水混合物以及乳化剂稳定的油水乳液，无论是中性还是酸性的混合液或乳液均具有优异的分离性能，在污水处理及石油开采领域均具有广泛的工业化应用价值。