本发明公开了一种亚纳米多孔PES膜的制备方法，依次包括以下步骤：重离子束辐照，采用重离子束对PES膜进行均匀辐照，所述PES膜的厚度为2～100μm；紫外光敏化，采用紫外光对PES膜的双面进行敏化处理，紫外光强度不变；水漂洗，将敏化处理后的PES膜浸入水漂洗，水漂洗温度为70～90℃，水漂洗时间为4～7分钟，取出自然晾干后，得到具有亚纳米孔的多孔PES分离膜。本发明采用PES膜材料，通过重离子辐射、紫外光敏化和水漂洗，制备得到孔径在亚纳米尺寸的多孔聚合物薄膜，制备工艺简单、高效，成本低，能够大规模进行制备，比现有常规制备方法制备得到孔的孔径更小，而且制备得到多孔PES膜具有良好的化学和物理稳定性。