本申请涉及一种复合膜及制备方法，包括如下步骤，将碳毡/石墨毡切割、研磨、过筛，震动分散于密闭空间，获得连续均匀掉落的碳纤维粉尘；将氧化石墨烯浆料均匀喷洒于密闭空间与碳纤维粉尘物理以一定比例混合，获得固液均匀混合的混合液；混合液沉积于丙纶基材上，获得氧化石墨烯/碳纤维复合膜；将复合膜经过烘干机，获得氧化石墨烯/碳纤维复合干膜；将氧化石墨烯/碳纤维复合干膜在无氧环境下进行碳化热处理，获得碳化膜；将碳化膜在无氧环境下进行石墨化热处理，获得石墨化膜；将石墨化膜进行压延增密处理，获得高导热超薄石墨烯/碳纤维复合膜。本申请具有碳纤维粉在氧化石墨烯浆料中均匀的较好的优点。