本发明提供了一种复合材料遮光罩、成型模具及其制备方法，包括步骤：S1、按照铺层顺序和铺层角度，在水溶性芯模上铺放至少一层预浸料；S2、将各个水溶性芯模依次利用定位轴进行引导穿插，将穿插有水溶性芯模的定位轴分别与上下模板进行固定；S3、按照铺层顺序和铺层角度在完成固定后的水溶性芯模的外表面及翻边法兰的成型面进行蒙皮的铺放；S4、依次安装外分瓣、外加压圈，完成对复合材料遮光罩成型模具的组装；S5、通过成型模具对复合材料遮光罩进行预压实，并进行固化；S6、完成固化后，对模具进行拆卸并用水溶去水溶性芯模。本发明的遮光罩通过预浸料铺放工艺一体成型制得，得到常规工艺无法制作的小尺度复合材料遮光罩。