一种石墨烯增强镁基复合材料的制备方法，涉及一种纳米复合材料的制备方法。本发明是要解决现有石墨烯在基体金属中分散不均匀的技术问题。本发明制备方法为：一、将石墨烯与醇分散剂混合于无水乙醇中，在超声条件下进行化学分散，得到化学分散的石墨烯；二、将化学分散的石墨烯和Zn粉混合球磨，得到Gra@Zn复合粉末；三、将Gra@Zn复合粉末加入到半固态Mg-Zn合金熔体中，进行机械搅拌，然后升温至液态，将超声杆伸入合金液面下进行超声分散处理，得到合金熔体；四、将合金熔体浇注于已预热的模具中，然后凝固，即制备出石墨烯增强镁基复合材料。本发明应用于纳米复合材料的制备领域。