本发明公开了一种纳米二氧化硅增强丝素蛋白复合材料的制备方法，包括如下步骤：纳米二氧化硅溶胶的制备：将去离子水与正硅酸乙酯混合均匀后加入赖氨酸，正硅酸乙酯与赖氨酸的质量比为10～20:0.3～0.6，搅拌溶解，得到混合溶液，调节混合溶液的pH值为8.5～9.5；将混合溶液升温至50～70℃，继续搅拌2～5h，调节体系pH值为6.5～7.5，并采用超声波分散；室温下陈化，得到纳米二氧化硅溶胶；纳米增强材料的制备：将丝素蛋白溶液与所述纳米二氧化硅溶胶混合均匀，形成凝胶后干燥，得到纳米二氧化硅增强丝素蛋白复合材料。本发明的制备方法得到的纳米二氧化硅增强丝素蛋白复合材料力学性能较纯丝素蛋白材料有大幅提升。