本发明公开了一种水溶性纳米二氧化钛的制备方法，包括以下步骤：S1、取纳米二氧化钛置于管中，加入水溶性单体和溶剂，混合后通入氮气，随后密封管口；S2、将密封管置于紫外光下，光照；S3、光照后取出管中混合物离心，离心后沉淀物用无水乙醇洗涤，烘干后即得水溶性纳米二氧化钛。本发明提供的一种水溶性纳米二氧化钛的制备方法，能够有效提升纳米二氧化钛在水中的分散性和溶解性；同时均匀分布的二氧化钛，能够有效提高光催化效率。可用于光催化领域，解决了由于在水相中分布不均而影响光催化性能的问题。在不影响催化效果的同时具有环保，降低成本的特点。本发明的制备方法，步骤简单，易操作，制备条件温和易控制，得率高。