本发明公开了一种Z向高强度预氧丝厚毡的制备方法，该方法为：一、将短切预氧丝铺成网胎，裁剪网胎，将一张裁剪后的网胎铺设于泡沫垫层上并置于针刺机的针刺平台上进行针刺；二、水平转动90°，然后再铺设一张裁剪后的网胎进行针刺；三、按照步骤二的方法反复铺设网胎和针刺，去除泡沫垫层后，得到预氧丝坯体；四、翻转180°后置于针刺机的针刺平台上，铺设一张裁剪后的网胎，然后水平转动90°进行针刺，最后按照步骤二的方法反复铺设网胎和针刺四次；五、重复步骤四直至得到厚度为100mm～650mm的高强度预氧丝厚毡。本发明采用两面交替转向叠层针刺成型，最大限度地消除了针刺过程中的变形效应，保证了产品力学性能的均一性。