本发明公开了一种氧化石墨烯涂层金属层状复合材料的制备方法，该方法通过将氧化石墨烯滴涂在金属片表面后进行真空干燥处理，得到具有氧化石墨烯涂层的金属片，然后将具有氧化石墨烯涂层的金属片在放电等离子烧结炉内依次进行层压和烧结处理，得到氧化石墨烯涂层金属层状复合材料。本发明通过将具有氧化石墨烯涂层的金属片在放电等离子烧结炉内依次进行层压和烧结处理，使氧化石墨烯涂层与金属片在高温高压条件下生成碳化物，使氧化石墨烯涂层与金属片紧密结合，实现了氧化石墨烯涂层金属层状复合材料的结构功能一体化和高致密化，克服了常规片层结构材料界面结合复杂的不足。