目的探讨血清25羟维生素D3［25(OH)D3］及外周血维生素D受体（VDR）水平与晚期肝细胞癌（HCC）患者索拉非尼靶向治疗疗效及生存情况的关系。方法选择2017年4月至2019年4月沧州市传染病医院收治的105例接受索拉非尼靶向治疗的晚期HCC患者为病例组，另选择同期健康体检者40例为健康组。对比病例组、健康组相关指标水平并分析其相关性；比较不同疗效患者的资料，采用多因素Logistic回归分析疗效的影响因素，采用受试者工作特征曲线分析25(OH)D3、VDR对疗效的预测价值，采用Kaplan-Meier生存曲线比较不同25(OH)D3、VDR水平患者的生存情况。结果病例组25(OH)D3、VDR水平低于健康组，血清白细胞介素-6（IL-6）、可溶性白细胞介素-2受体（sIL-2R）、糖类抗原125（CA125）、总胆红素（TBIL）、天冬氨酸转氨酶（AST）、丙氨酸转氨酶（ALT）水平高于健康组，差异均有统计学意义（P＜0.05）。HCC患者25(OH)D3、VDR水平与IL-6、sIL-2R、CA125、TBIL、ALT、AST水平均呈负相关（P＜0.05）；25(OH)D3水平与VDR水平呈正相关（P＜0.05）。经治疗，病例组患者缓解率为25.71%。完全缓解（CR）+部分缓解（PR）患者年龄小于病情稳定（SD）＋疾病进展（PD）患者，血清IL-6、sIL-2R、CA125水平低于SD＋PD患者，25(OH)D3、VDR水平高于SD＋PD患者，差异均有统计学意义（P＜0.05）。25(OH)D3和VDR水平降低是晚期HCC患者疗效的独立危险因素（P＜0.05）。25(OH)D3、VDR单项及联合预测晚期HCC疗效的曲线下面积（AUC）分别为0.840、0.705、0.866，联合预测的AUC大于VDR的AUC（P＜0.05）。25(OH)D3≥33.39 nmol/L、VDR≥27.26 ng/mL患者生存率高于25(OH)D3<33.39 nmol/L、VDR<27.26 ng/mL患者（Log-rank χ 2=51.882、39.480，P＜0.001）。结论25(OH)D3、VDR可预测晚期HCC索拉非尼靶向治疗的疗效，25(OH)D3和VDR低水平的HCC患者生存率更低。