本发明公开了一种改性纳米二氧化硅单体分散液的制备方法，包括：（1）将硅烷偶联剂加入到纳米二氧化硅乙醇分散液中，搅拌状态下在25~40℃条件下偶联改性6~24小时，得到相应的改性纳米二氧化硅乙醇分散液；（2）向上述改性纳米二氧化硅乙醇分散液中加入单体，混合均匀，去除乙醇，得到改性纳米二氧化硅质量百分比含量为10~30%的改性纳米二氧化硅单体分散液。本发明的制备方法中采用的原料易得，工艺流程简单，过程条件温和，可操作性强，生产效率高，适合于工业化生产，制得的改性纳米二氧化硅单体分散液可应用于高分散性复合材料和特定形态结构复合微球的制备。