本发明公开了一种改善两相钛合金轧制坯料显微组织的方法，属于钛合金丝棒材加工技术领域；对轧制后的两相钛合金轧制坯料的相变点进行测量，测量得到相变点为A值，然后对两相钛合金轧制坯料进行去应力退火，所述去应力退火的温度为(A‑300)℃～(A‑200)℃；然后对退火后的轧制坯料在高温两相区进行两道次的规圆拉拔，得到规圆坯料；对规圆坯料进行扒皮处理，然后进行中间退火，得到退火坯料；最后对退火坯料在低温两相区进行多道次拉拔后，得到显微组织明显改善的两相钛合金轧制坯料。本发明有效改善了双相钛合金轧制坯料边心部组织差异、未完全等轴化、长条形α相并存等不符合质量要求的组织形貌的问题。