本发明提供了一种高密度发酵生产L-赖氨酸的培养基,属于生物工程技术领域,本发明通过对培养基中的有机氮源进行优化筛选、酶解处理,得到含有氨基酸、小分子肽、磷酸盐等的有机氮源小分子多肽水溶液。本发明还提供了将上述培养基用于高密度发酵生产L-赖氨酸的方法,包括在发酵过程中同步流加上述多肽水溶液和微量溶菌酶。本发明提供的培养基和高密度发酵方法可减少菌体生长耗能,加快菌体生长繁殖,提高生物量,达到提高L-赖氨酸糖酸转化率与产量、缩短发酵周期、降低发酵染菌几率等目的。