本发明公开了属于生物化工技术领域的一种玉米芯联产木糖、木质素和乙醇的方法，包括如下步骤：1)玉米芯在酸性条件下水解，得到木糖溶液和酸解渣；2)将上述酸解渣经碱液/醇提取得到木质素及去木质素残渣；3)将上述去木质素残渣作为酶解底物，加入酶解缓冲液，用纤维素酶进行酶解得到酶解混合液；4)将上述酶解混合液发酵产生乙醇溶液。本发明的联产方法，综合利用了玉米芯的三大组分，得到高附加值的木糖和木质素产品，提高酶解底物中的纤维素含量和纤维素酶可及性，实现纤维素酶解的高转化率。该方法使得木质纤维素原料的利用率提高，纤维素乙醇的生产成本下降。