Изобретение относится к области металлургии, а именно к термомеханической обработке титановых сплавов, и может быть использовано для получения высокопрочных наноструктурированных прутков круглого сечения из титанового сплава ВТ22. Способ включает нагрев заготовки до температуры 850°С, деформацию заготовки путем трехвалковой поперечно-винтовой прокатки в диапазоне температур 850С-750°С со ступенчатым снижением температуры заготовки на каждом последующем проходе с непосредственной закалкой с прокатки после каждого прохода. Степень истинной логарифмической деформации заготовки на каждом проходе составляет 0,21-0,54, а суммарная истинная логарифмическая деформация составляет 1,2. После поперечно-винтовой прокатки полученный пруток подвергают старению при температуре 420-550°С в течение 5 или 10 часов. Получают наноструктурированные прутки круглого сечения из титанового сплава ВТ22 с повышенными механическими свойствами.