La presente invención se refiere al campo de la ingeniería química, proporcionando específicamente un método para sintetizar lactona de ácido D, L-pantoténico, que comprende las siguientes etapas: el poliformaldehído y el isobutiraldehído experimentan una reacción de condensación aldólica en un disolvente de alcohol bajo la acción de un catalizador básico, y la mezcla de reacción se usa directamente para el siguiente paso sin separación; La adición de cianuro de hidrógeno para producir 2,4-dihidroxi-3,3-dimetilbutironitrilo; el 2,4-dihidroxi-3,3-dimetilbutironitrilo se somete a esterificación en condiciones ácidas para obtener 2,4-dihidroxi-3,3-dimetilbutirato; la adición de ácido en exceso para la neutralización, seguido de separación sólido-líquido para obtener el subproducto de la sal de amonio; el líquido se evapora y el alcohol se recupera para su reutilización, y la destilación produce el producto D, L-lactona del ácido pantoténico. El uso de este método para preparar D, L-ácido pantoténico lactona puede lograr un alto contenido y alto rendimiento del producto objetivo, reducir la cantidad de ácido y base utilizado, eliminar la necesidad de extracción de solventes orgánicos del producto, reducir significativamente la generación de aguas residuales, ahorrar energía, proteger el medio ambiente y reducir los costos de producción.