本发明提供了一种超高分子量聚乙烯纳米纤维复合膜的制备方法。该方法首先对UHMWPE粉末进行液体石蜡预溶胀(UHMWPE：液体石蜡＝2:8)，然后将溶胀UHMWPE凝胶、成核剂和CAB利用双螺杆挤出机熔融共混，通过挤出过程中发生UHMWPE在线晶体调控以及CAB共混对UHMWPE的拉伸和挤压作用实现UHMWPE的牵伸和细化，然后采用丙酮萃取掉CAB相和液体石蜡，获得300nm以下的UHMWPE纳米纤维，然后通过逐层湿法涂覆技术得到孔径及厚度可调的超高分子量聚乙烯纳米纤维复合膜。该方法通过海岛纺丝和晶体结构调控相结合的方法实现300nm以下的UHMWPE纳米纤维，得到的复合膜可用于电池隔膜材料，解决了UHMWPE电池隔膜孔径不均，难以制备的行业难题。