本发明公开了一种分层掺杂制备三元正极材料前驱体的方法，向反应釜底液中加入金属盐溶液、沉淀剂溶液、络合剂溶液和铷盐溶液，进行共沉淀反应，待反应釜内颗粒粒径生长至小于目标粒径0.5～3μm时，暂停进料，加入去离子水，浓缩置换出反应釜中含有铷离子的料液；然后继续共沉淀反应，同时加入钼盐溶液进行共沉淀反应，至颗粒平均粒径生长至目标粒径，停止进料，得含有前驱体材料的溶液；将所得含有前驱体材料的溶液搅拌进行陈化、洗涤、干燥、筛分、除铁，得核壳结构三元正极材料前驱体。本发明可防止三元正极材料前驱体成核过程中裂纹产生，提高三元正极材料的高温循环性能与倍率性的同时，提高锂离子电池电导率和容量保持率。