本发明公开了一种TA15钛合金薄带材的制备方法，该方法包括：一、第一轧程单片可逆式热轧；二、对焊；三、碱酸洗和纵剪分条处理后真空退火热处理；四、第二轧程可逆式带材轧制；五、清洗、纵剪分条处理后真空退火热处理；六、第三轧程可逆式带材轧制；七、清洗、纵剪分条处理后真空退火热处理；八、第四轧程可逆式带材轧制；九、清洗和纵剪分条处理；十、退火处理得到TA15钛合金薄带材。本发明采用四辊可逆式热轧机与森吉米尔二十辊冷轧机，结合板材激光对焊，依次进行一个热轧轧程和三个冷轧轧程的轧制，提高了轧制效率，提升成品率并降低成本减少了轧程数量，保证了厚度为0.3mm～0.6mm的TA15钛合金薄带材的厚度精度。