本发明公开了一种3D立体显示偏光片及其制备方法，其包括顺次贴合在一起的剥离膜、原偏光片和立体显示膜；立体显示膜包括贴合于所述原偏光片上的微位相差膜，使所述微位相差膜的偶数行位相差膜的慢轴与原偏光片的透射光轴呈0°～50°排列或130°～180°排列，微位相差膜的奇数行位相差膜的慢轴与原偏光片的透射光轴呈130°～180°角度或0°～50°排列。本发明的3D立体显示偏光片能使由TFT液晶显示器射出的线偏光转换成两组独立的左、右圆偏光，人通过佩戴圆偏光眼镜可分别接收来自显示器出射的偶数行和奇数行相位差膜的图像光线，进而利用大脑的中枢神经系统产生的视差合成立体效果。