本发明属于高分子技术领域，具体涉及一种复合改性聚氨酯环氧增韧剂及由其组成的环氧树脂组合物。本发明将醇羟基有机硅和液态橡胶有机结合到聚氨酯链段中得到的复合改性聚氨酯环氧增韧剂。该增韧剂中既含有热力学不相容的有机硅和液态橡胶链段，又含有与环氧树脂具有良好相容性的环氧基；有机硅和液态橡胶链段提供柔韧性以及与基体形成微观相分离，起到有效增韧的作用；而环氧基与丙烯酸酯基提供与环氧树脂的相容性，在环氧树脂固化过程中，能与环氧树脂基体产生化学键接，保证了环氧树脂的高强度，实现环氧树脂高强度高韧性的统一。本发明可调配制备出断裂伸长率介于30～100％的高强度高韧性的环氧树脂组合物，配方适用范围广，可设计性强。