本发明公开了一种利用木质纤维原料高效生产燃料丁醇的方法，该方法包括活化培养丙酮丁醇梭菌，在梭菌培养基对丙酮丁醇梭菌进行发酵；利用秸秆丁酸预处理后残渣酶解所得的可发酵糖作为碳源，流加入发酵液中继续发酵；待丙酮丁醇梭菌生长稳定，将脱毒后的丁酸预处理上清液多次脉冲流加到发酵液中，进行发酵，生产燃料丁醇。本发明利用木质纤维素丁酸预处理后固体残渣酶解所得的可发酵糖以及含丁酸的上清液进行发酵生产燃料丁醇，生物丁醇产量得到显著提升，整个工艺路线无外源化学物质添加，既节省了成本，又可避免外源添加剂对后续丁醇发酵产生抑制，是绿色环保的发酵工艺，对生物丁醇绿色生产提供了重要思路。