本发明公开了一种基于光纤激光器的轧辊无序毛化处理方法，包括如下步骤：1）驱动被加工轧辊绕其轴心线旋转，并使其旋转速度ω按设定的周期t随机变化；2）将激光聚焦头对准被加工轧辊表面，并使其沿被加工轧辊的轴向往返横移；3）耦合控制激光聚焦头的横移速度v，使激光聚焦头相对于被加工轧辊的运动轨迹形成交错排列的变螺距变倾角短程螺旋线δ；4）采用光纤激光器定时向激光聚焦头发射脉冲激光束，聚焦后的脉冲激光束即可在被加工轧辊表面加工出与所述短程螺旋线δ相对应的高密度均匀小微坑毛化点阵。采用本发明方法制作的被加工轧辊，在其表面形成分布均匀的交错排列的短程螺旋形高密度点阵，大大提高了被加工轧辊的耐磨性和使用寿命。