본 발명은 고산가 지방산으로부터 지방산에스테르(바이오연료) 생산공정에 관한 것으로, 특히 식물성오일, 동물성오일, 또는 지방이 물에 의해 산화되어 산도가 높아진 유리지방산과 산화되지 않은 지방산이 혼합되어 있는 고산가지방산으로부터 지방산에스테르를 생산하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 고산가지방산으로부터 지방산에스테르를 생산하는 방법이 종래의 2단계 공정들에 비하여 1단계 반응 공정을 적용하므로 공정 시간을 현저히 단축시켜 생산성을 향상시키고 상용화가 가능하게 하며, 동시에 반응에 사용하는 촉매를 일부 회수하므로 폐기물 발생을 줄이고 촉매 사용량을 줄일 수 있다.