聚丙烯酰胺易溶于冷水，相对分子质量对其不溶性的影响不太明显，但高相对分子质量的聚丙烯酰胺在浓度超过10%以后，就会形成凝胶状的结构。提高温度可以稍微促进溶解，但温度不要超过50°C，以防发生分子降解。为了获得良好的水分散性，固体聚丙烯酰胺一般制成颗粒状、微粉为宜。
如果允许先使聚丙烯酰胺分散在水溶性醇中，然后再搅拌加到水中，将会大大加快溶解速率。聚丙烯酰胺在水中的溶解速率不受pH值的影响，但如果都是部分水解的产品，pH值偏碱性，其溶解速率会稍稍增高。pH值大于10.5时，聚丙烯酰胺就会发生水解。水解的聚丙烯酰胺稀溶液不受大多数无机盐的影响，但高价盐会析出水解度为45%的聚丙烯酰胺，因为高价的金属盐与羧基形成不溶于水的盐。
聚丙烯酰胺在有机溶剂中的溶解度一般是有限的。某些化合物，如：乙二醇、甘油、二氧六圜、丙醇胺、吗啉、丙二醇、醇-环氧乙烷加成物，对它具有有效的溶剂化作用，相当于聚合物的增塑剂。它不溶于大多数非极性有机溶剂，也不溶于丙酮和甲醇。
聚丙烯酰胺不溶于大多数有机溶液，如：甲醇、乙醇、丙酮、乙醚、脂肪烃和芳香烃。有少数极性有机溶液除外，如：乙酸、丙烯酸、氯乙酸、乙二醇、甘油、熔融尿素和甲酰胺。但这些有机溶剂的溶解性有限，往往需要加热，否则无多大应用价值 。此外，可溶于甲酰胺、肼、乙二醇、吗啉等溶剂中。由于工业上以水溶液形式进行应用，所以聚丙烯酰胺水溶液性质十分重要。
在非常稀薄的水溶液中，聚丙烯酰胺分子以独立的未缠结的线团形式存在，当浓度稍高（达6×10-4g/cm3），相对分子质量达到1×106时，分子线团会发生相互渗透现象。当浓度较高时，大分子相互缠绕而影响到黏度，浓度为百分之几至十分之几时，由于大分子的相互机械缠绕或由于氢键的存在，形成网状结构。在高浓度情况下，溶液中含有若干链段接触的点而形成凝胶。高相对分子质量的稀溶液内有时形成纤维状聚集体。聚集体随相对分子质量和羧基含量的增加而增加，但加入盐后则降低。
可以通过在甲醇或丙酮中沉淀的办法来提纯聚丙烯酰胺。干PAM可用含20%-30%水的甲醇或丙酮对聚丙烯酰胺进行洗涤也可以去除杂质。
