本发明属于高分子化学技术领域，针对纤维素的碱化不完全、衍生化反应效率低，取代度不均匀、试剂用量大且后处理复杂的问题，本发明提供一种纤维素的碱化及碱性条件下衍生化的方法。使用OH‑浓度为0.9‑2.2mol/L的碱性溶液充分分散纤维素原料得到纤维素分散液，将纤维素分散液冻结再解冻，得到溶胀的碱化纤维素。按照上述碱化方法制得溶胀的碱化纤维素，再将溶胀的碱化纤维素进行衍生化反应。本发明在较低浓度的碱溶液中，通过冻融使纤维素充分溶胀，提高了衍生化反应效率，制得的纤维素衍生物取代度均一性好、操作简便、试剂用量少、后处理简单。