本发明涉及化学合成技术领域，尤其是一种三氟乙醛水合物的制备方法；所述制备方法包括以下步骤：三氟乙醇、氧气、氮气以摩尔比为1:1.8:5～15混合预热后注入到固定床反应器内，在钒系催化剂的作用下，在0.5～2.8MPa、120～450℃下进行反应，反应连续进行，用水吸收出口产物并分离出三氟乙醛水合物；本发明的生产工艺是将三氟乙醇、氮气、氧气一步法氧化制得，其使用的催化剂也是较为廉价的钒系金属氧化物，这使得三氟乙醛水合物的生产成本较其他工艺相比要低很多，另外本发明将未参加反应的反应原料进行了分离并循环再利用，节约了资源，且三氟乙醛水合物在体系中易分离。