一种原位自生石墨烯增强镁基复合材料的制备方法，它涉及纳米复合材料的制备。本发明要解决由于石墨烯和镁合金的润湿性不好，使得复合材料中石墨烯的增强效果不能完全的发挥，导致石墨烯增强镁基复合材料性能差的问题。本发明首先将基体合金在坩埚中熔化后，将一定流速的CO2气体通入到半固态镁合金熔体中一段时间。并保持机械搅拌，然后利用半固态搅拌法使石墨烯在合金熔体中实现宏观均匀分散。随后向合金熔体中通入高能超声波促进石墨烯的分散。将合金熔体水冷凝固，制备出复合材料。最后对制备出的复合材料进行固溶处理后进行热挤压。制备出挤压态复合材料。本发明应用于纳米材料合成领域。