本发明公开了一种煤焦油浆态床加氢工艺的复合型油溶性催化剂及其应用，复合型油溶性催化剂采用油脂为原料，得到至少含有两种金属的复合型油溶性催化剂，制备方法包括以下步骤：油脂、碱液按比例装入反应釜进行皂化反应，在搅拌的条件下煮沸回流反应0.5~2小时；加入金属无机盐和溶剂，在搅拌的条件下进行置换反应，在65~95℃的温度下反应1~3小时；冷却并静置分层，分出上层有机相，将溶剂蒸出后即得到复合型油溶性催化剂。本发明制备催化剂的原料来源广泛、成本低；催化剂制备过程简单易操作；在煤焦油中的溶解与分散性能好，催化活性高，得到的轻油收率高。