本发明涉及复合材料自动加工领域，具体公开了一种复合材料丝束缠绕工艺中非测地线缠绕路径设计方法，包括输入芯模曲面、丝束缠绕的起始点及方向、丝束滑移系数、计算步长；构造求解丝束缠绕路径上任意一点处几何信息的F算子；利用F算子及多点加权平均，得到丝束缠绕路径前三点高精度的几何信息；利用“预测+校正”方法，得到丝束缠绕路径后续点的几何信息，直到缠绕路径抵达芯模曲面边界或生成点的数量满足规定要求；利用三次B样条曲线对所生成的离散点进行拟合，得到光滑、连续的丝束缠绕路径。本发明不需建立非测地线缠绕路径复杂的数学模型，降低设计过程的复杂程度，还可保证丝束缠绕路径完全位于芯模曲面上，保证设计精度。