本发明公开了一种室温细化变形镁合金晶粒的方法，包括以下步骤：1)、将变形镁合金制备成便于疲劳试验机夹持的样品，控制表面粗糙度在0.8-0.2之间；2)、将步骤1)制备的样品装上疲劳试验机，首先测定出样品的屈服强度，然后在室温下采用反复拉-压载荷的方式细化晶粒，拉-压载荷循环应力为屈服强度的55％-70％，或者在室温下采用反复拉-拉载荷的方式细化晶粒，拉-拉载荷循环应力为屈服强度的70％-90％。与传统细化镁合金晶粒的方法相比，每个循环加载周期内镁合金棒材均不发生宏观塑性变形，采用本发明方法细化镁合金晶粒不需要常规的变形以及加热设备，材料在整个处理过程中温度不发生明显升高，处理之后合金的晶粒尺寸明显细化，且组织均匀。