本发明公开了一种聚丙烯腈/石墨烯复合物基碳纤维的制备方法，首先通过原位聚合的方法制备均匀分散有石墨烯的聚丙烯腈混合溶液，然后以该混合溶液作为纺丝原液，经湿法纺丝或干喷湿纺工艺得到聚丙烯腈/石墨烯复合物原丝，最后对该原丝进行预氧化和碳化处理得到聚丙烯腈/石墨烯复合物基碳纤维。与现有的聚丙烯腈基碳纤维相比，利用该方法制备得到的碳纤维力学性能显著提高，同时提高了制备过程中的碳化得率，是一种高效、可靠，具有良好应用前景的制备方法。