本发明公开一种全致密复杂形状钛合金薄壁零部件的制备方法，属于精密异形钛合金零件制备的技术领域。所述方法包括复杂形状的塑料零件制备、凝胶注模成形用的复杂模具制备、悬浮浆料的制备、凝胶注模、热脱脂+真空烧结、刷覆+热处理。其是通过将低熔点金属粉末刷覆在复杂形状零件的表面，利用真空负压热处理方式使得低熔点金属溶渗进入多孔钛合金零件的孔隙中，并在热处理过程中合金元素扩散至钛基体内部，使钛合金薄壁零件全致密且组织成分均匀，最终获得尺寸精确控制的全致密钛合金复杂薄壁零件。本发明的制备方法能够保证零件精密尺寸的精确控制，所制备的复杂形状钛合金薄壁零部件全致密且组织均匀，工艺简单，流程短，适用性强，低成本。