Изучено влияние электромеханической поверхностной обработки (ЭМО), безабразивной ультразвуковой финишной обработки (БУФО), а также их комплексного воздействия с последующим старением на циклическую долговечность и изменение микротвердости поверхности титанового сплава. Образцы для исследований изготавливались из прутков сплава переходного типа ВТ22 после стандартной термомеханической обработки. Процесс ЭМО проводился путем обкатки поверхности образца роликом и пропусканием между ними тока большой плотности. В результате осуществлялась поверхностная электротермомеханическая обработка с локальным быстрым нагревом и охлаждением поверхности. Технология БУФО заключалась в ударной обработке бойком ультразвукового излучателя по обрабатываемой поверхности. При этом установлено повышение в 1,8 раза циклической долговечности при нагружении изгибом (с амплитудой напряжений 0,5σв) с вращением для образцов после БУФО по сравнению с необработанным исходным состоянием, сопровождающееся незначительным ростом микротвердости (до 16 %). Применение ЭМО снижает микротвердость почти на 20 %, а долговечность на 70 %. Комплексная обработка ЭМО + БУФО несущественно влияет на микротвердость, но по отношению к ЭМО на 40 % повышает долговечность. Старение при температуре 450 °С в течение 5 ч увеличивает микротвердость после ЭМО на 30–40 % с одновременным ростом долговечности в 2 раза. Старение образов, подвергнутых ЭМО + БУФО, практически не выявило повышения микротвердости, но увеличило долговечность почти в 3 раза (по сравнению с ЭМО). Анализ фрактографии поверхности разрушения показал, что снижение долговечности при обработке ЭМО связано с сокращением стадии зарождения трещин, что практически исключает этот этап накопления усталостных повреждений из общей долговечности образца.