本发明公开了一种碳纳米管增强的聚碳酸酯复合材料的制备方法，其中，所述方法包括步骤：将碳纳米管阵列及聚苯乙烯M1置于保护气体气氛中进行紫外光处理，使得聚苯乙烯与碳纳米管阵列发生接枝聚合反应，得到改性碳纳米管;将所述改性碳纳米管与聚碳酸酯及聚苯乙烯M2混合并熔化混炼，制得碳纳米管增强的聚碳酸酯复合材料。本发明解决了现有技术中碳纳米管难以与聚碳酸酯结合，导致无法通过向聚碳酸酯基质中添加碳纳米管来增加聚碳酸酯的机械强度的问题。