Cyanobacterial harmful algal blooms (HABs), primarily dominated by Microcystis aeruginosa, represent a major ecological and public health concern due to their toxin production and persistence in eutrophic freshwater systems. Current HAB treatment methods, including chemical algicides and mechanical removal, are often associated with environmental risks and limited algicidal activity. Deinoxanthin, a naturally occurring xanthophyll carotenoid, has recently been investigated as a bioactive compound with anticyanobacterial activity. However, However, low yield and impure of deinoxanthin hinder its practical application in freshwater HAB control. In this study, we engineered a deinoxnathin producer Deinococcus radiodurans strain to achieve high-level and high-purity production of deinoxanthin through rational metabolic engineering and fermentation process. Subsequently, algicidal activity of deinoxanthin was evaluated against Microcystis aeruginosa. In addition, the light and thermal stability of deinoxanthin was assessed. The final engineered D. radiodurans was able to produce 301 mg/L±12.1 mg/L of deinoxanthin with 30.2 mg/g glucose of production yield. The purity of deinoxathin was 96.7% of total carotenoid extracted from D. radiodurans. Severe growth inhibition and cell disruption were observed in M. aeruginosa when exposed to 50 mg/L of pure deinoxanthin. Moreover, algicidal acitivity of pure deinoxanthin was higher than that of impure deinoxanthin. The half-life of deinoxanthin under light exposure and at 40？°C was 14 days and 21 days, respectively. In conclusion, the engineered Deinococcus radiodurans is capable of producing highly pure deinoxanthin, which showed strong and stable algicidal activity against Microcystis aeruginosa, highlighting its potential as an eco-friendly strategy for managing freshwater harmful algal blooms.