本发明提供一种高强钛合金及其制备方法，本发明高强钛合金，按质量含量计，包括Al 2.2～3.8％、Mo 4.5～5.5％、V 4.0～5.0％、Si≤0.15％、Zr(0,50％]和余量的Ti。本发明严格控制各元素的含量，提升钛合金的力学性能，其中，由于Zr元素的添加会引起晶格畸变，这些缺陷会导致在形核过程中，形核点增多，形核的密度增加，起到晶粒细化到作用，进行实现细晶强化；V使合金形成β相的能力增强；V是α+β转变温度稍许下降，在α‑Zr和α‑Ti中的溶解度很小，与Ti和Zr的中间相分别为TiV2和ZrV2，两相在基体中的弥散能够提高强度；并且V的添加能够细化晶粒，提高强度。