一种温热环境下超声振动辅助钛合金板材成形的方法及装置，属于金属板材塑性成形技术领域。该方法为将成形用钛合金板材放置于凸模和凹模之间；控制加热温度并保温；控制凸模移动速率、移动方向和移动距离，同时开启超声波发生器，通过超声波振子带动凸模或凹模输出稳定的循环超声载荷，对成形用钛合金板材施加超声振动，直到凸模和凹模完全闭合，成形用钛合金板材完全贴合成形模具并保温，保证成形零件的尺寸精度；加热装置降温，将凸模移出，取出成形用钛合金板材成形后的零件，清理。采用装置包括：成形模具，加热装置，超声波发生器和超声波振子。该方法充分发挥温热成形和超声振动辅助成形的优势，成形出精度更高、质量更好的钛合金板材零件。