本发明涉及燃料电池领域，公开了一种多层挤出制备燃料电池梯度气体扩散层碳膜的方法。包括如下制备过程：（1）将裹覆发泡剂的氯化钠分为三个粒径等级的颗粒；（2）将大粒径颗粒、碳纤维、聚合物、木质纤维、分散剂混合得到A料；（3）将中粒径颗粒、多孔碳黑、聚合物、分散剂混合得到B料；（4）将小粒径颗粒、石墨、石墨烯、聚合物、分散剂混合得到C料；（5）将A料、B料、C料制成微发泡共挤膜；（6）将微发泡共挤膜浸水清洗，得到燃料电池梯度气体扩散层碳膜。本发明的方法实现了连续可控制备具有梯度空隙的碳膜，对催化剂具有良好的支撑性，同时可有效阻止催化剂的损失和水淹，保证了气体和水的快速传输，提升了使用性能。