本发明属于金属材料制备领域，具体涉及一种高强高韧纳米片层结构铝镁合金制备方法。本发明利用深冷多向锻打+深冷轧制工艺，将熔炼浇铸后的金属块先均匀化处理，再进行热变形处理以消除铸造缺陷，然后固溶淬火消除析出的第二相后的粗晶铝镁合金材料制备成平均晶粒厚度在50nm左右的纳米片层材料，以此大大提高材料强度；最后利用低温短时退火工艺，来减少材料中缺陷密度，从而在不牺牲很大强度的基础上大大提升材料的塑性。本发明的方法采用深冷锻打+深冷轧制+低温短时退火相结合，制备高强度高塑性单相铝镁合金材料的工艺方法，不仅性能提升程度很大，且具有广阔的工业应用前景。