对AZ31B镁合金中心缺口试样进行激光喷丸强化(LSP)处理，并进行拉-拉疲劳试验。通过研究激光喷丸前后表面完整性的变化规律，发现喷丸后AZ31B试样以滑移和孪生两种方式产生塑性变形，表面及深度方向显微硬度较基体提高50%左右，喷丸区表面残余压应力值达到-126.29 MPa，晶粒内部出现大量滑移线和孪晶，晶粒明显细化。通过测量加载点轴向载荷和轴向位移分析了激光喷丸前后的疲劳性能，并比较激光喷丸前后疲劳断口形貌特征，发现喷丸后试样表面没有产生明显的疲劳裂纹源，残余压应力使裂纹尖端的实际应力强度因