本发明公开了一种高效可控直接制备微结构化金属纤维的振动加工方法，包括如下步骤：对刀具施加特定的振动轨迹和进给运动轨迹，利用刀具对被加工工件的待切削平面切削，其中，振动轨迹所在平面与被加工工件的待切削平面垂直且与刀具的进给方向垂直，振动轨迹和进给运动轨迹耦合，使刀具在振动轨迹的每个振动周期的前半程切入被加工工件，推挤起部分材料形成表面微织构，在振动轨迹的每个振动周期的后半程逐渐进给直至离开被加工工件，并带出有次级结构的微结构化金属纤维。本发明能够直接制备微结构化金属纤维，效率高，成本低，同时能够简便有效调控金属纤维表面微结构特征，加工出的微结构化金属纤维具有应用潜力。