本发明涉及一种水溶性富勒烯及其制备方法，可有效解决现有富勒烯可溶性差，光敏活性低，生物相容性差的问题，解决的技术方案是：在富勒烯分子上通过化学键连接有水溶性聚合物聚乙烯亚胺水溶性富勒烯，所述的聚乙烯亚胺和富勒烯的重量比为0.08-0.12:1；所述的水溶性富勒烯的制备方法为：将富勒烯与氨化试剂反应，得到氨基富勒烯，再与氮丙啶反应，在质子化氢离子的存在下，氮丙啶不断的在氨基上进行接枝，最终得到富勒烯聚乙烯亚胺聚合物，即水溶性富勒烯，本发明制备的水溶性富勒烯不会对富勒烯本身的特性进行破坏，水分散性强，毒性低，稳定性良好，制备方法简单，成本低，并可作为光敏剂和药物载体制备治疗癌症的药物。