本发明提供了一种石墨烯‑聚合物纳米复合水基润滑添加剂及其制备方法和应用，涉及水基润滑添加剂技术领域。本发明提供的石墨烯‑聚合物纳米复合水基润滑添加剂，有效成分由氧化石墨烯与刷型壳聚糖接枝共聚物非共价自组装复合而成。在本发明中，刷型壳聚糖接枝共聚物利用其与氧化石墨烯表面的含氧官能团之间的氢键和静电相互作用，可以组装到石墨烯表面形成非共价纳米复合物；刷型壳聚糖接枝共聚物的组装一方面可以增强石墨烯的分散稳定性，另一方面通过刷型壳聚糖接枝共聚物和石墨烯之间的协同作用，增强石墨烯在摩擦界面的吸附，并提高碳质摩擦反应膜的稳定性，从而具有优异的减摩抗磨性能。