本发明公开了一种高定向石墨烯增强双马树脂基复合材料的制备方法，所述方法将三维石墨烯骨架通过真空灌注的方法制备复合材料浆料前躯体，再采用高速搅拌超声辅助的方法制备石墨烯树脂基复合材料浆料，通过控制温度场及力场来制备定向石墨烯增强树脂基复合材料前躯体，最后通过加压梯度固化的方法制备高分散石墨烯增强树脂基复合材料。本发明解决了现有方法无法将石墨烯在树脂基体当中高度定向这一难题，提升了树脂基体力学性能，将各向同性材料变成各向异性材料，扩展了复合材料的应用范围，加强了竞争的优势，为纳米填充提供了一种新型的定向制备方法。