濕法回收主要是通過酸堿溶液溶解磷酸鐵鋰電池中的金屬離子，進一步利用沉淀、吸附等方式將溶解的金屬離子以氧化物、鹽等形式提取出來，反應過程中多數使用H2SO4、NaOH和H2O2等試劑。濕法回收工藝簡單，設備要求不高，適合工業規模化生產，是學者們研究的最多，也是國內主流的廢舊鋰離子電池處理路線。
磷酸鐵鋰電池濕法回收以回收正極為主。采用濕法工藝回收磷酸鐵鋰正極時，首先要將鋁箔集流體與正極活性物質分離。方法之一是采用堿液溶解集流體，而活性物質不與堿液反應，可以通過過濾獲得活性物質。方法之二是用有機溶劑溶解粘結劑PVDF，使磷酸鐵鋰正極材料與鋁箔脫離，鋁箔重新利用，活性物質可進行后續的處理，有機溶劑可經過蒸餾處理，實現其循環使用。兩種方法相比，第二種更環保安全。正極中磷酸鐵鋰的回收一種是生成碳酸鋰。此種回收方式成本較低，被多數磷酸鐵鋰回收企業所采納，但磷酸鐵鋰的主要成分磷酸鐵（含量95%）沒有被回收，造成資源浪費。
較理想的濕法回收方式為將廢舊磷酸亞鐵鋰正極材料轉化為鋰鹽和磷酸鐵，實現Li、Fe、P的全元素回收。磷酸亞鐵鋰要想變成鋰鹽和磷酸鐵，需要將亞鐵氧化為三價鐵，采用酸浸或堿浸將鋰浸出。有學者采用氧化煅燒分離出鋁片及磷酸鐵鋰，之后經硫酸浸出、分離得到粗磷酸鐵，溶液除雜用碳酸鈉沉淀成碳酸鋰；濾液蒸發結晶得到無水硫酸鈉產品作為副產物出售；粗磷酸鐵進一步精制得到電池級磷酸鐵，可以用于磷酸鐵鋰材料的制備。該工藝經過多年的研究，已經相對成熟。