Изобретение относится к усовершенствованному способу извлечения молибдена из продуктов каталитического эпоксидирования олефинов органическими гидропероксидами. Способ включает обработку тяжелой фракции эпоксидата раствором щелочи, обработку образующегося отработанного щелочного потока экстрагентом, с последующим осаждением трисульфида молибдена. На стадии экстракции в щелочной поток добавляется промывной растворитель, в качестве которого используются спирты C5-C8, альдегиды, кетоны и их смеси. Способ позволяет получить более концентрированные по молибдену растворы, повысить степень извлечения молибдена до 87,65-98,71%, снизить загрязненность технологических стоков с ХПК 1000 г О 2/л до 40 г О2/л, что в дальнейшем улучшит качество осадка трисульфида молибдена и облегчит процесс очистки сточных вод. 1 табл., 10 пр.