L'invention concerne un catalyseur pour préparer l'acide méthacrylique ou un de ses esters alkyles inférieurs avec une conversion élevée d'acide isobutyrique et une sélectivité pour l'acide méthacrylique élevée, ainsi qu'un procédé utilisant ce catalyseur. Le catalyseur est produit par activation thermique de VOHPO4 .O.5H2 O en tant que précurseur à une température comprise entre 300degré C et 700degré C et contient du phosphore et du vanadium tétravalent dans un rapport atomique compris entre 1,00 et 1,03. Ce catalyseur est utilisé pour préparé l'acide méthacrylique par la réaction de déshydrogénation par oxydation catalytique de l'acide isobutyrique et/ou de l'aldéhyde isobutyle ou pour produire un ester alkyle inférieur de l'acide méthacrylique par la réaction de déshydrogénation par oxydation catalytique d'un ester alkyle inférieur de l'acide isobutyrique ou la réaction de déshydroestérification par oxydation catalytique entre l'acide isobutyrique et un alcool inférieur.