一種高性能碳纖維/石墨烯尼龍6復合材料制備方法，屬于高分子復合材料領域。采用原位共聚法，在己內酰胺中添加較高含量的氧化石墨烯，然后進行己內酰胺的開環(huán)聚合，通過和表面官能團之間的接枝反應，將尼龍接枝到氧化石墨烯上，并且氧化石墨烯被還原為石墨烯，從而制備出石墨烯尼龍6母粒。然后采用熔融共混擠出的方法，將該母粒按一定的比例與碳纖維和純尼龍6進行共混，從而制備出高性能碳纖維/石墨烯尼龍6復合材料。本發(fā)明所涉及到的碳纖維/石墨烯尼龍6復合材料具有極佳的力學性能，并且本發(fā)明的生產工藝僅需對現在工藝進行簡單改進，適合工業(yè)生產。