本发明属于先进金属基复合材料制备技术领域，具体涉及一种基于分级复合制备高强塑性钛‑石墨烯复合材料的方法。将石墨烯粉体材料或钛合金粉末分两步加入球磨罐中进行球磨，再进行致密化烧结成型得到具有分级尺度结构的高强塑钛‑石墨烯复合材料；以石墨烯微片为增强体，钛及钛合金作为基体，采用分级复合构型化的设计，分步添加调控石墨烯或钛合金基体粉末形态，一方面通过调控增强体石墨烯及其原位合成的TiC在基体中的不均匀性，另一方面通过调控基体粒径的不均匀性形成尺度结构上的差异，改变材料内部的变形行为，进而得到综合性能的高强塑性钛基复合材料，解决以往遇到钛基复合材料高强度低塑性的问题。