一种铈掺杂钛酸锶钡薄膜的制备方法，属于功能材料技术领域。以不强于乙酸的钡盐、锶盐、铈盐以及钛酸丁酯为原料，先配制钡锶前驱液，然后加入铈盐形成钡锶铈前驱液，再加入PVP形成PVP钡锶铈前驱液，再加入乙二醇甲醚和钛酸丁酯形成铈掺杂BST前驱液，再加入乙酰丙酮并用冰乙酸定容形成BST溶胶；然后采用BST溶胶经多次匀胶、干燥、热解、预晶化及冷却得到多层非晶BST薄膜，最后经晶化处理得到铈掺杂钛酸锶钡薄膜。本发明解决了高浓度铈掺杂（铈掺杂浓度不低于钛离子浓度的5%）制备钛酸锶钡薄膜时所存在的水解问题，所制备的铈掺杂BST薄膜具有更低的漏电流密度和介电损耗，从而满足铈掺杂BST薄膜的微波应用。