本实用新型公开了一种秸秆粉碎还田后地膜回收作业机，包括起膜边装置1、地膜捡拾装置5、前置清杂滚筒4、地膜收集装置8、梁架10、地轮6、动力传输系统3、行走轮7、牵引机构2和风力装置9；所述前置清杂滚筒4包括滚筒固定板41、清杂螺旋搅龙42、清杂舀勺43、清杂滚筒外圈44和清杂滚筒内圈45；所述地膜捡拾装置5为多级，可多次重复地膜捡拾工作，所述地膜捡拾装置5包括捡拾装置支撑辊51和地膜捡拾链条52。本实用新型采用集成安装多级地膜捡拾装置及前置清杂滚筒，配合自仿行起膜边装置，可高质量地完成膜杂分离，提高地膜收净率，且采用的地膜捡拾链条可靠性、可替换性强，也有助于明显提升起膜效果和残膜回收率。