本实用新型公开了一种碳纳米管聚合物纳米复合材料的生产系统，包括：一固体混料机；一与固体混料机连接的固体料仓；一与固体料仓连接的喂料机；一液体原料罐；一与液体原料罐连接的计量泵；一与喂料机和计量泵连接的双阶混炼挤出机组；一与双阶混炼挤出机组连接的切粒机；一与切粒机连接的离心脱水机；一与离心脱水机连接的振动筛；以及一与振动筛连接的收料仓。本实用新型将往复式单螺杆挤出机的低压力、低剪切、低温升和高混炼质量的优点与超声波对熔体中无机纳米填料的良好分散作用结合起来，解决目前在碳纳米管聚合物纳米复合材料的制备过程中出现的费时耗能、易团聚、难分散的问题。