本发明属于超导材料技术领域，公开了一种粉末装管法制备Nb3Sn超导线材的方法。从外到内依次为Cu层、X层、Cu层、Y层的金属管，向所述金属管中装入含有Sn的金属粉末，拉拔形成亚组元；将多个所述亚组元装入无氧铜管中，拉拔后进行热处理制得Nb3Sn超导线材；所述X为Nb或Ta，所述Y为Nb或Nb合金。本发明设计了特定金属分布的装管结构，结合线材加工过程变形，利用外层阻隔层均匀变形特性，促使内部Nb基体与Sn原子在热处理过程中充分反应，有效提高线材临界电流密度和剩余电阻比。