本发明公开了一种耐低温聚氨酯弹性体的制备方法，包括以下步骤：聚己内酯二醇和端羟基聚烯丙基缩水甘油醚‑聚丁二醇‑聚烯丙基缩水甘油醚三嵌段共聚醚混合真空脱水；将二异氰酸酯与用氢氧化铁改性的纳米氧化钛在超声波下混合，加入大分子二元醇反应得到预聚体；在预聚体中加入小分子二元醇、催化剂和添加剂，混合均匀后倒入模具中固化处理，得到耐低温聚氨酯弹性体。本发明以两种大分子二元醇混合作为软段，以氢氧化铁对纳米二氧化钛表面进行包覆，能够增强二氧化钛与聚氨酯的反应性，最终得到的聚氨酯弹性体具有优异的力学性能和耐低温性能。