本发明提供一种可溶性二氧化钛纳米晶体的制备方法。其特征是以三价态的含钛无机盐、过氧化氢、碱液为反应物料，采用敞开体系的回流反应装置或者密闭的水热反应装置，在60～220℃温度区间反应1～24h即可。所得可溶性二氧化钛纳米晶体结晶较好，颗粒均匀且粒径分布在5～40nm；可溶解或分散于水、醇、酮及酮－醇－水混合溶剂中；具有良好的光催化活性，及较好的除臭、抗菌和防霉性能。本发明集水解、晶化、分散于一步反应中完成，反应温度低，装置通用性强，并且原料易得，适合于工业化规模生产。所得二氧化钛纳米晶体可直接用于成膜或者与其它物质均匀复合，有着广阔的市场应用前景。