本发明公开了一种聚酰胺酸溶液及其制备方法、聚酰亚胺、聚酰亚胺薄膜，属于高分子材料技术领域，该聚酰胺酸溶液包括聚酰胺酸的重复单元以及由氨基酸和/或其衍生物进行封端的末端单元；所述聚酰胺酸的重复单元的结构式为：式中，X表示碳原子数为4以上的脂肪环族或芳香环族4价有机基团；Y表示碳原子数为4以上的脂肪环族或芳香环族2价有机基团，n表示正整数。本发明通过引入了携带一个氨基和一个羧基的氨基酸和/或其衍生物，羧基与分子链末端的氨基在热亚胺化过程中发生酰胺化反应，实现分子链的增长，可提高由该聚酰胺酸溶液制得的聚酰亚胺的力学性能、耐热性和尺寸稳定性，又在保证一定固含量的前提下，降低了聚酰胺酸溶液的粘度。