本发明涉及一种Zr-Nb系合金的制备方法，其按照真空熔炼→锻造→淬火→热轧→小变形冷轧→真空退火→冷轧→固溶处理→时效处理的工艺流程获得所述Zr-Nb系合金，其中：热轧的温度选择700℃~750℃，实行多道次轧制，将板坯热轧至预定厚度，变形量≥90%；小变形冷轧是在将板坯热轧至预定厚度后，进行一次小变形冷轧，使表面氧化皮破裂，酸洗去氧化皮；固溶处理是在900℃~1110℃下对制件进行至少15min的真空固溶处理，水冷；时效处理是在500℃~650℃下对制件进行真空退火。本发明成功实现第二相呈细小弥散分布的Zr-Nb系合金的制备。所制备的Zr-Nb系合金力学性能例如硬度有较大提高。