本发明属于纺织技术领域，具体涉及一种蛋白质改性纤维素复合纤维及其制备方法和应用。本发明提供的蛋白质改性纤维素复合纤维的制备方法，包括以下步骤：将纤维素、蛋白质、抗菌剂和离子液体混合，得到共混纺丝原液；将所述共混纺丝原液进行纺丝，得到集束纤维；将所述集束纤维活化交联，得到所述蛋白质改性纤维素复合纤维。本发明直接将纤维素、蛋白质、抗菌剂和离子液体进行混合，得到共混纺丝原液，无需限定特定的混合条件，简化了制备过程；同时也没有在共混纺丝原液中添加交联剂，利于离子液体的回收，提高了离子液体的回收率以及回收离子液体的纯度。