本发明涉及一种利用功能菌改善污泥厌氧消化性能并同步扩培的方法，包括以下步骤：功能菌的采集和筛选；功能菌的扩大培养，制备功能菌菌液；在对污泥进行厌氧消化的10～15天后，将功能菌菌液接种到含有污泥的厌氧消化反应器中，继续进行污泥的厌氧消化15～30天，功能菌将污泥中较难降解的蛋白质水解成小分子有机物，产甲烷菌将小分子有机物水解形成甲烷，功能菌进行菌体细胞自身的增殖，最终获得富含产甲烷菌与功能菌的污泥消化残余物。与现有技术相比，本发明实现了功能菌的优势富集和自身扩培；获得的污泥消化残余物富含目标功能菌，可作为接种剂通过循环接种应用于污泥的厌氧消化处理，持续提高污泥的厌氧消化效率，降低处理成本。