本发明涉及一种大型细长齿轮轴渗碳淬火弯曲变形控制方法，包括7个步骤，分别为粗加工、去应力处理、半精车各外圆、滚齿、渗碳处理、矫直淬火处理和低温回火处理，在淬火装胎时，通过在齿轮轴外凸侧中部抵靠支撑件，利用齿轮轴淬火过程中的两侧冷却差异导致的组织转变差异，实现零件淬火后减小或纠正大型齿轮轴弯曲变形，相较于现有技术，本发明不需要设计专用工装，校正工期短、成本较低；同时，适当降低淬火温度（比正常淬火温度降低10℃‑15℃）和硝盐含水量（比正常淬火硝盐含水量降低0.3％‑0.5％），以减小零件的整体变形量，也有利于齿轮轴矫直。