Изобретение относится к очистке жирсодержащих сточных вод, например, маргаринового, майонезного производств. Для осуществления способа жирсодержащие сточные воды перед фильтрацией подвергают предварительной очистке по трехступенчатой схеме, где на первой ступени происходит разделение стоков на три слоя флотацией с подачей среднего заэмульгированного жировыми веществами слоя на вторую ступень, где происходит разделение на два слоя, из которых верхний, содержащий жировые вещества, направляют в производство, а нижний заэмульгированный жировыми веществами слой подается на третью ступень, из которой затем вода поступает на ультра-нанофильтрацию, где происходит разделение на два потока, один из которых, представляющий собой концентрат жировых веществ, возвращают в первую ступень флотации, а пермеат возвращают в производство.