本发明公开了一种水溶性增韧改性酚醛树脂的制备方法，该方法包括以下步骤：a）催化剂、苯酚和增韧剂充分混合，在反应器中控制混合液与甲醛溶液一定温度下按一定比例混合反应；b）反应分阶段进行，分别控制反应的温度和物料的流速，反应完毕后降温出料，得到水溶性增韧改性酚醛树脂。本发明采用微通道反应器进行水溶性增韧改性酚醛树脂的合成，不仅操作简便，加快了反应进程，降低了能耗，而且保证了反应过程的安全性与环保性。合成工艺改进后，得到的酚醛树脂产品游离酚和游离醛极低，而且显著提升了基材的性能。