聚丙烯酰胺能以各種百分比溶于水，尤其是當濃度高于70%時更認為是水溶性聚合物。相對分子質量似乎不影響水的溶解性，但是高相對分子質量聚合物在濃度超過10%時會形成凝膠狀結構。這是由于分子間形成氫鍵。聚丙烯酰胺不溶于大多數有機溶劑，如甲醇、乙醇、丙酮、乙醚、脂肪烴和芳香烴。有少數極性有機溶劑除外，如乙酸、丙烯酸、氯乙酸、乙二醇、甘油、熔融尿素和甲酰胺。但這些有機溶劑的溶解性有限，往往需要加熱，否則無多大應用價值。此外可溶于甲酰胺、乙二醇、嗎啉等溶劑中。由于工業以水溶液形式形成進行應用，所以聚丙烯酰胺水溶液性質十分重要。
在非常稀薄的水溶液中，聚丙烯酰胺分子以獨立的未纏結的線團形式存在，當濃度稍高，相對分子相互纏繞而影響到粘度，濃度為百分之幾至百分之十幾時，由于大分子相互機械纏繞或由于氫鍵的存在，形成網絡結構。在高濃度情況下，溶液中含有若干鏈段接觸的點而形成凝膠。高相對分子質量的稀溶液內有時形成纖維狀聚集體。聚集體隨相對分子質量和羧基含量的增加而增加，但加入鹽后則降低。聚丙烯酰胺可以通過用甲醇或丙酮從水溶液沉析出來的方法純化。干聚丙烯酰胺可用含20%-30%水的甲醇或丙酮洗滌去掉雜質。
