本发明公开了一种聚乳酸纤维及其制备方法，属于化学纤维制备技术领域。该制备方法包括：应用硅烷偶联剂对CNTs进行表面修饰得到CNTs‑偶联剂；应用长链不饱和烯酸对CNTs‑偶联剂进行二次修饰得到CNTs‑偶联剂/长链不饱和烯酸；丙交酯开环聚合包覆CNTs‑偶联剂/长链不饱和烯酸制得CNTs‑偶联剂/长链不饱和烯酸‑LA；CNTs‑偶联剂/长链不饱和烯酸‑LA与聚乳酸切片共混制备复合母粒；复合母粒与聚乳酸切片共混、熔融纺丝得到CNTs‑偶联剂/长链不饱和烯酸‑LA聚乳酸纤维。此方法制备得到的聚乳酸纤维具有良好的耐热性和韧性以及耐水解性，可广泛应用于纺织材料中。