本发明公开了一种细粒度金刚石聚晶及其制备方法，其中，所述方法包括步骤：将钴盐及分散剂溶于溶剂中，加入金刚石微粉并混匀，得到混合液；向混合液中滴加碱性溶液至钴沉淀完全，过滤，得到固体混合物；将固体混合物置于含氧气氛中进行煅烧处理，然后将煅烧产物置于真空或者还原性气氛中并加热进行氧化还原反应，得到含钴金刚石微粉；将金刚石微粉装入金属杯中并在金刚石微粉表层涂覆一层金属钴，然后进行真空处理，再加压进行烧结处理，即可得到细粒度金刚石聚晶。本发明解决了现有技术中高温高压条件下烧结出的聚晶应力较大容易产生裂纹的问题。