一種界面處引入碳納米管提高碳纖維復合材料抗疲勞性能的方法，具體是將功能化碳納米管引入碳纖維表面，然后復合成型制備碳納米管-碳纖維多尺度增強樹脂復合材料。該方法充分利用碳納米管來強韌化界面微區(qū)的樹脂基體，在界面處構筑抵抗疲勞裂紋形成及擴展的“屏障”，延緩裂紋直接進攻纖維，提高復合材料的疲勞壽命。相對于傳統(tǒng)的碳納米管與樹脂共混法制備纖維復合材料，該發(fā)明中碳納米管更易均勻分散、用量少，且適用的成型工藝范圍廣，具有成本低、適合工業(yè)化生產(chǎn)等優(yōu)點。