本发明提供一种从棉秆皮中提取纳米纤维素微纤的方法，包括：棉杆皮脱浆：将棉杆皮置于NaOH，H2O2混合溶液中65～75℃下煮，捞出后反复敲打、清洗至果浆去除；脱浆棉秆皮碱处理：将脱浆棉杆皮置于3～30％NaOH溶液中碱煮，捞出，烘干；脱浆棉秆皮TEMPO氧化：将脱浆棉秆皮在TEMPO/NaClO2/NaBr氧化体系中进行氧化，滴加NaOH使pH维持在10.2～10.8之间，反应终止后滴加乙醇，离心，得到纳米纤维素微纤。本发明首次创造性地将棉杆皮作为原料实现对纳米纤维素微纤的制备，既使棉杆皮变废为宝，又解决了焚烧棉杆皮带来的环境污染问题，并成功将最终获得的纳米纤维素微纤控制在了纳米级尺寸。