本发明提供了一种支化丁基橡胶的制备方法，包括以下步骤：a)将改性三元乙丙橡胶溶解在环己烷中，配制成胶液；b)将步骤a)得到的胶液与异单烯烃、二烯烃、稀释剂混合，配制成反应物溶液；c)在步骤b)得到的反应物溶液中加入催化剂溶液，进行反应，得到支化丁基橡胶；所述催化剂溶液由路易斯酸、助催化剂和环己烷组成。与现有技术相比，本发明提供的制备方法采用淤浆聚合，以路易斯酸为引发剂，在反应体系中引入改性三元乙丙橡胶作为支化剂，制备出支化丁基橡胶；所述改性三元乙丙橡胶为长链支化剂，进一步制备得到的支化丁基橡胶分子量呈双峰分布，拉伸强度等力学性能有明显提高，从而有效改善了丁基橡胶的加工性能。