本發明提供了一種末端含有羧基官能團的溶聚橡膠/白炭黑復合材料的制備方法，利用末端官能團與白炭黑表面的羥基進行化學反應制備溶聚橡膠/白炭黑復合材料。該方法能較大地減弱白炭黑在聚合物中的團聚現象，并從分子水平減小聚合物與白炭黑的相分離，同時通過加強白炭黑與聚合物基體的強相互作用可以有效改善材料綜合性能。該方法在復合材料的制備過程中不需要使用橡膠加工過程中傳統笨重混煉設備，減少高耗能和耗時的混煉補強加工過程。