本发明公开了一种多尺寸纯钛阴极辊筒的制备方法，包括以下步骤：一、将纯钛板材进行双面坡口开设，然后以双面卷焊的方式焊接；二、将纯钛筒进行加热旋压；加热旋压前将芯模加热，并将纯钛筒加热；三、将旋压筒进行退火，得到纯钛阴极辊筒；纯钛阴极辊筒的晶粒度不小于10级。本发明通过加热旋压，保证了纯钛筒母材和焊缝的晶粒尺寸均匀长大并在变形过程中趋于一致，最后通过对旋压筒进行退火，即进行均晶化处理，使得到的纯钛阴极辊筒整体获得等轴晶组织，并且晶粒度达到10级，解决了焊接钛阴极辊筒母材与焊接区域均晶化问题，并且实现了任意内径的纯钛阴极辊筒的制备，从而获得高质量电解铜箔，工艺流程简单，应用范围较广。