本发明属于合金加工技术领域，公开了一种形变诱发laves相弥散强韧化钛合金及其制备方法。按Ti62.5～65％，Fe25.5～27.5％，Co7.5～12％的原子百分比配料后混合均匀，然后依次经高能球磨和半固态烧结，得到烧结态钛合金，测试烧结态钛合金的屈服应变量，然后将所得烧结态钛合金以一定应变速率高度形变3.5％～5.5％，且保证形变量大于等于其屈服应变量，得到形变诱发laves相弥散强韧化钛合金。本发明通过控制合金加载的应变速率及总应变量，实现Laves的析出量及晶粒尺寸的精准调控，使得合金具有纳米、超细尺度的条状、等轴晶共存的多尺度双态结构，合金性能更为优异。