本发明公开了一种双相叠层组织钢板及其制备方法，属于钢材制造技术领域。该双相叠层组织钢板的制备方法通过在钢基板上交替堆焊不同的第一焊丝和第二焊丝，形成交替分布的第一堆焊层和第二堆焊层，经过轧制和退火处理后制得；其中，第一焊丝和第二焊丝分别选自铁素体焊丝、马氏体焊丝和奥氏体焊丝中的一种。本发明的制备方法直接采用铁素体不锈钢焊丝、马氏体不锈钢焊丝、奥氏体不锈钢焊丝和贝氏体不锈钢焊丝中的任意两者堆焊形成双相叠层组织，再经轧制和退火处理即可得到具有理想性能的双相叠层组织钢板，工艺流程简单，加工效率高，易于实现全自动化生产，节约生产成本，并实现了对钢板微观组织和宏观力学性能的有效调控。