聚丙烯酰胺易溶于冷水，相對分子質量對其不溶性的影響不太明顯，但高相對分子質量的聚丙烯酰胺在濃度超過10%以后，就會形成凝膠狀的結構。提高溫度可以稍微促進溶解，但溫度不要超過50°C，以防發生分子降解。為了獲得良好的水分散性，固體聚丙烯酰胺一般制成顆粒狀、微粉為宜。
如果允許先使聚丙烯酰胺分散在水溶性醇中，然后再攪拌加到水中，將會大大加快溶解速率。聚丙烯酰胺在水中的溶解速率不受pH值的影響，但如果都是部分水解的產品，pH值偏堿性，其溶解速率會稍稍增高。pH值大于10.5時，聚丙烯酰胺就會發生水解。水解的聚丙烯酰胺稀溶液不受大多數無機鹽的影響，但高價鹽會析出水解度為45%的聚丙烯酰胺，因為高價的金屬鹽與羧基形成不溶于水的鹽。
聚丙烯酰胺在有機溶劑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、嗎啉、丙二醇、醇-環氧乙烷加成物，對它具有有效的溶劑化作用，相當于聚合物的增塑劑。它不溶于大多數非極性有機溶劑，也不溶于丙酮和甲醇。
聚丙烯酰胺不溶于大多數有機溶液，如：甲醇、乙醇、丙酮、乙醚、脂肪烴和芳香烴。有少數極性有機溶液除外，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、肼、乙二醇、嗎啉等溶劑中。由于工業上以水溶液形式進行應用，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（達6×10-4g/cm3），相對分子質量達到1×106時，分子線團會發生相互滲透現象。當濃度較高時，大分子相互纏繞而影響到黏度，濃度為百分之幾至十分之幾時，由于大分子的相互機械纏繞或由于氫鍵的存在，形成網狀結構。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。
可以通過在甲醇或丙酮中沉淀的辦法來提純聚丙烯酰胺。干PAM可用含20%-30%水的甲醇或丙酮對聚丙烯酰胺進行洗滌也可以去除雜質。
