本发明涉及光学膜技术领域，公开了一种聚乙烯醇光学膜及其制备方法和偏光片。该方法包括以下步骤：(1)将聚乙烯醇薄膜进行单向拉伸，得到拉伸薄膜；其中，所述聚乙烯醇薄膜由聚乙烯醇组合物经过熔融挤出并流延制膜得到；所述聚乙烯醇组合物包括68‑85.5重量％的聚乙烯醇、4‑10重量％的增塑剂、0.5‑2重量％的润滑剂和10‑20重量％的水；(2)将拉伸薄膜依次进行溶胀、染色和交联处理，得到聚乙烯醇光学膜。本发明提供的聚乙烯醇光学膜的制备方法，制备流程大大缩短，无需经过传统工艺中的干燥、收卷步骤，且单向拉伸步骤中可采用较快的拉伸速率，大大提高了生产效率，减少了废液排放，适合工业化推广。