本发明提供一种应变系数大、检测灵敏度高的基于石墨烯薄膜的应变检测传感器及其制备方法。应变检测传感器包括石墨烯薄膜，石墨烯薄膜包括两层石墨烯单层膜，两层石墨烯单层膜相互叠接。石墨烯单层膜上的石墨烯呈岛状分布。基于石墨烯薄膜的应变检测传感器的制备方法包括：在铜基底上生长石墨烯单层膜；将粘结剂涂覆于石墨烯单层膜表面，得到铜基底‑石墨烯单层膜‑粘结膜；将铜基底‑石墨烯单层膜‑粘结膜中的铜基底腐蚀，得到石墨烯单层膜‑粘结膜；用另一片铜基底‑石墨烯单层膜、将石墨烯单层膜‑粘结膜捞起，得到铜基底‑双层石墨烯薄膜‑粘结膜；最后将铜基底‑双层石墨烯薄膜‑粘结膜中的铜基底完全腐蚀，得到双层石墨烯薄膜‑粘结膜。