本发明公开了一种超高强韧Ti1300钛合金模锻件的热处理方法，包括步骤1：获取钛合金锻件的相转变温度Tω和Tβ；步骤2：对锻件粗加工使其厚度减薄，然后固溶处理，固溶后空冷至室温；步骤3：再次粗加工减薄，并安装测温热电偶；步骤4：对锻件时效处理，时效处理后空冷至室温；在时效处理过程中时效温度是基于热电偶在线监测的实际温度进行反馈调节的。本发明通过对锻件进行减薄处理后采用限速升温的方法诱导相变缓慢发生，结合热电偶在线监测反馈的方法实现温度的精确调控，可以有效克服超高韧钛合金锻件对体积规格和热处理参数的敏感性问题，实现超高强韧钛合金模锻件超高强度和韧性的力学性能。