一种高性能橡胶/氧化石墨烯复合材料及其制备方法，其中制备方法包括：取硫磺加热至119‑160℃使其熔融，然后加入乙烯基单体，搅拌反应0‑8小时，接着在氩气保护下再加入单取代苯胺，继续搅拌反应1‑4小时；将反应物溶解于四氢呋喃中，过滤除去未反应的硫磺，再将过滤后的溶液倒入乙醇中，得到纯化的含氨基聚硫；取生胶、氧化石墨烯母胶、防老剂和含氨基聚硫在密炼机中进行一段混炼，得到混炼胶；将混炼胶放入开炼机并加入硫化包，加入硫化包后的混炼胶停放24‑48小时后，通过热压硫化制备得到高性能的橡胶/氧化石墨烯复合材料。本发明制备的橡胶/氧化石墨烯复合材料的拉伸强度和定伸应力均有明显提升。