本发明涉及一种纳米刀具涂层及其制备方法，涉及涂层技术领域。本发明所述的纳米刀具涂层包括刀具基体以及依次在所述刀具基体表面沉积的过渡层、支撑层、界面层和功能顶层；所述过渡层为Ti过渡层；所述支撑层为TiAlTaN梯度涂层；所述界面层为WS2/TaO纳米多层涂层；所述功能顶层为TiAlN/WS2/TaO复合涂层，并在各层界面间通过飞秒激光技术引入纳米尺度的波纹结构调控层间结合强度，使刀具涂层整体呈现“硬‑韧‑硬”三层复合结构，实现力学性能与长效自润滑、减亲和功能多指标协同优化。