本发明提供一种同时去除原水中镉和铊的方法，包括以下几个步骤：步骤A：在原水加入氢氧化钠，调节pH值至弱碱性，然后加入高锰酸钾0.3～0.8mg/L；步骤B：加入次氯酸钠或液氯，投加浓度以有效氯计为0.5～2.5mg/L，步骤C：在氧化反应充分后的原水中加入石灰水，调节pH值至8.5～9.0；步骤D：加入絮凝剂，絮凝反应10～20分钟后，沉淀至少0.5小时，使原水中的镉、铊与氢氧化锰及氢氧化铁胶体共沉淀去除，沉淀后水的pH值降低至7.0～8.5以内；步骤E：沉淀后的原水经过石英砂过滤。本发明的有益效果是：处理后水中的镉浓度可低至方法检测限0.02μg/L及以下，铊的浓度可低至检测方法的检出限0.01μg/L或以下，处理后水的pH值、锰离子、铁离子均能够达到饮用水水质标准的要求。