본원발명은 방사성 폐액으로부터 코발트 및 세슘을 제거하는 방법에 관한 것으로서, 방사성 폐액 내의 Co2+ 농도가 25 ~ 100 mg/L이 되도록, 방사성 폐액에 비방사성 코발트 염을 첨가하고 급속교반하는 단계, 상기 비방사성 코발트 염이 첨가된 방사성 폐액에 포타슘페로시아나이드(potassium ferrocyanide, K4Fe(CN)6)를 첨가하고 급속교반하는 단계, 상기 포타슘페로시아나이드가 첨가된 방사성 폐액의 산도가 pH 8.5 ~ 10.5 이 되도록, 알칼리 용액을 첨가한 후 순차적으로 급속교반, 완속교반 및 정치하는 단계를 포함한다. 본원발명에 의하면, 하나의 공정에 의해 방사성 폐액으로부터 핵종성분인 코발트 및 세슘을 높은 효율로 제거할 수 있다.