本发明涉及一种双钛金属环及其制备方法。该双钛金属环的制备方法中，采用第一钛合金制得第一钛合金环坯件，采用第二钛合金制得第二钛合金环坯件；第一钛合金选自α型钛合金和近α钛合金中的至少一种，第二钛合金选自β型钛合金和近β钛合金中的至少一种；以第一钛合金环坯件和第二钛合金环坯件中一个为钛合金外环坯件，另一个为钛合金内环坯件，将钛合金外环坯件套设于钛合金内环坯件外侧，获得双钛金属环组装环件；将双钛金属环组装环件进行碾环处理，得到双钛金属环；其中，控碾环处理的温度在第二钛合金的相变点以上20℃～40℃。该双钛金属环的制备方法中，能使钛合金内环坯件和钛合金外环坯件的变形程度保持均匀一致，提高了制得的双钛金属环的质量和良品率。