本申請公開了一種聚合物/氧化石墨烯復合材料的制備方法，包括：1)使氧化石墨烯溶液與聚合物單體Ⅰ在模板劑Ⅰ的存在下反應，分離后得到產物Ⅰ；以及2)使產物Ⅰ的分散液與聚合物單體Ⅱ在模板劑Ⅱ的存在下反應，去除所述模板劑Ⅰ和所述模板劑Ⅱ，分離后得到所述聚合物/氧化石墨烯復合材料。本申請還提供了一種聚合物/氧化石墨烯復合材料及其應用。該制備方法具有良好的普適性和優(yōu)異的可控性，可以實現(xiàn)單一納米片上不同孔徑介孔，不同層次活性物質的有效集成。所得的介孔導電聚合物/石墨烯納米片比表面積大，孔隙率高，孔徑、厚度可調，應用于超級電容器、電池、電催化等領域表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學性能。