合金型抗菌不銹鋼是目前應用最廣的抗菌不銹鋼，其制備工藝簡單，通常是在不銹鋼的冶煉過程中添加具有抗菌性能的金屬元素(Ag、Cu等)，再經過后續的加工工藝制備而成，抗菌元素在不銹鋼基體中分布均勻，由于該方法制備的不銹鋼整體都具有抗菌性能，因此不用考慮抗菌持久性和耐磨性。上世紀90年代日本的鋼鐵公司最早在不銹鋼中添加銀、銅等抗菌元素，制備出了整體具有抗菌性的不銹鋼材料。
含銀抗菌不銹鋼僅需要添加極少量的銀（0.04%）即可達到較好的抗菌效果，主要起抗菌作用的Ag在不銹鋼基體中有不同的存在形式，不同的存在形式抗菌效果略有差別，研究表明抗菌效果Ag2O＞Ag＞Ag2S。上世紀九十年代日本川崎鋼鐵最早在奧氏體不銹鋼中添加銀元素制備出抗菌不銹鋼，應用于食品加工行業，這種含銀不銹鋼熱穩定性好，抗菌效果持久，300℃高溫暴露后，抗菌率仍可以達到99%[30]。上海材料研究所的沈忠良以300奧氏體型不銹鋼為基礎，通過加入銀的中間合金的方式，解決了銀在鋼中溶液度低的問題，開發出含銀抗菌不銹鋼，銀元素分布均勻，制備出的抗菌不銹鋼保持了不銹鋼的力學性能、耐蝕性能。
含銅抗菌不銹鋼相比于含銀抗菌不銹鋼，由于銅的抗菌率僅為銀的百分之一左右，因此不銹鋼中銅的添加量一般要＞3.5%，再進行熱處理使具有抗菌效果的Cu析出相（ε-Cu）在基體中均勻彌散析出，才能體現出較好的抗菌效果。C.H.Koo等人研究了銅含量和時效處理對SUS304奧氏體不銹鋼的顯微組織、力學性能、耐蝕性能和抗菌性能的影響，得出最佳的Cu添加量約為3.5%。楊柯團隊在普通醫用不銹鋼316L中加入適量過飽和的銅元素，通過固溶和時效處理得到了新型316L-Cu不銹鋼，該新型不銹鋼通過持續釋放微量銅元素，可有效的抑制其表面細菌生物膜的形成，從而降低了細菌感染的發生率。王帥等研究了熱處理對馬氏體沉淀硬化型不銹鋼17-4PH抗菌性能的影響，發現在常規熱處理下能析出的富Cu相太少，幾乎不能起到殺菌的作用，但經過固溶處理、液氮冷處理、時效處理后，17-4PH不銹鋼抗菌性能顯著提高。
通過在熔煉過程中添加抗菌金屬元素制備的合金型抗菌不銹鋼，具有抗菌效果持久、耐熱性好、抗菌性不受表面磨損的影響等優點。但該方法制備的抗菌不銹鋼僅表面的抗菌元素可以發揮作用，且添加的抗菌元素為價格昂貴的銀、銅等，大大的增加了不銹鋼的生產制造成本。
