本发明公开了一种两步反应制备高熔体强度聚乳酸树脂的方法，具体为：将聚乳酸、GMA混合得到预混物料，将多官能团反应性单体、过氧化物引发剂和有机溶剂混合得到单体混合液；将预混物料和单体混合液分段加入到螺杆挤出机中，经熔融、共混、挤出、水冷、切粒及干燥，得到高熔体强度聚乳酸树脂。本发明方法生产工艺简单、可适应大规模工业化生产、接枝改性反应迅速且可控，且所得到的产物安全无残留、纯洁度高。所制得的高熔体强度聚乳酸树脂的熔融指数小、且具有较高的复数粘度和储存模量，是一种具有广泛应用前景的绿色高分子材料。