本发明公开了一种羟基封端聚氨酯甲基丙烯酸树脂、制备方法及其应用，其结构通式如式1，制备方法为将羟基丙烯酸酯本体进行共聚反应、催化条件下进行加成反应和取代反应，即得。将制得的羟基封端聚氨酯甲基丙烯酸树脂与(甲基)丙烯酸酯单体、促进剂和催干助剂一起制备成羟基封端聚氨酯甲基丙烯酸树脂基液，然后再加入引发剂制备成羟基封端聚氨酯甲基丙烯酸树脂防水涂料。本发明的羟基封端聚氨酯甲基丙烯酸树脂具有降低低温脆性，增加高温柔韧性的优点，且采用羟基进行封端和引入带活性的双键，增强了树脂的固化性能，在防水涂料和粘结材料方面具有极大的推广应用价值。