本发明属于纺织染色技术领域，具体涉及棉纤维阳离子改性与靛蓝染料还原染色同浴加工工艺。包括以下步骤：(1)阳离子改性及靛蓝染料还原上染工艺：棉纤维打饼后在筒纱染色机内投入阳离子改性剂、氢氧化钠、渗透剂进行阳离子改性；溶液不排水，调整温度后进行染色工艺，加保险粉还原，加入靛蓝染料；(2)氧化固色工艺：溢流清洗后加入双氧水固色；(3)后处理工艺：水洗→皂洗→水洗→柔软处理→烘干。本发明将棉纤维的阳离子改性与靛蓝染料还原染色同浴进行，简化了流程，缩短了染色时间，提高了上染率，减少了染色废水排放，节约成本。