本发明涉及一种秸秆/高分子复合材料原位秸秆改性/反应挤出塑化增容一体化制备工艺，在螺杆挤出机中挤出时，纤维素被溶胀并部分降解、半纤维素降解成低聚糖、木质素被塑化并部分降解，同时塑化增容剂的反应前体在纤维素和木质素碎片以及纤维素和木质素及半纤维素降解产物的表面和分子链间原位发生反应，生成大分子的塑化增容剂，且塑化增容剂大分子链上的活性基团能够同时与纤维素和木质素碎片表面的官能团、纤维素和木质素及半纤维素降解产物分子链上的活性官能团和高分子材料大分子链上的活性官能团发生相互作用，得到秸秆/高分子复合材料。该工艺实现秸秆预处理、塑化并增容复合材料多重功效且制备的秸秆/高分子复合材料的力学性能优异。