本发明提供一种层错能梯度分布淬火配分钢的制备方法，以淬火配分钢板为基板，以层错能调控粉末为增强项，将所述的层错能调控粉末填充于基板表面开设的非贯穿型孔洞中，然后在填充了层错能调控粉末的基板表面进行搅拌摩擦加工，得到层错能梯度分布淬火配分钢。本发明还公开一种层错能梯度分布淬火配分钢及其应用。本发明通过改变淬火配分钢的变形机制来制备层错能梯度分布淬火配分钢，通过搅拌摩擦加工在基板中引入C粉、Mn粉或Al粉中的一种或多种，以改善淬火配分钢局部区域的层错能，使得淬火配分钢的变形机制由单一相变转变为相变和孪生，达到高强塑性的目的，制备出的淬火配分钢具有层错能梯度化的特征，更适合在复杂工况条件下使用。