本发明提供一种具有双尺度晶粒结构的生物钛铋合金植入物制备方法，包括：将钛或钛合金粉与铋粉按照设定比例进行配料，形成混合粉末；将混合粉末进行球磨机械合金化处理，得到具有细晶和粗晶双尺度晶粒结构的钛铋合金粉末；所述细晶是指纳米晶、超细晶中一种或两种；再将具有双尺度晶粒结构的钛铋合金粉末进行放电等离子烧结，得到钛铋合金，钛铋合金为具有细晶、粗晶双尺度晶粒结构的生物钛铋合金植入物。本发明能有效克服传统铸造过程中铋元素的烧损问题，且引入双尺度晶粒结构可以明显的提升材料的塑形与强度，具有较好的力学性能。