本发明提供了一种油溶性改性石墨烯及其制备方法，包含按重量份计算的如下组分：1-5份热还原石墨烯、2-10份表面活性剂、5-10份引发剂、75-92份去离子水。本发明的油溶性改性石墨烯通过对热还原石墨烯的中部缺陷进行有机化修饰，通过在去离子水中，将石墨烯与表面活性剂形成乳液胶束，在60-80℃条件下通过引发剂分解为自由基进入乳液胶束中，然后进攻热还原石墨烯中部缺陷发生有机化改性反应，反应结束后再利用无水乙醇对乳液进行破乳，得到有机改性石墨烯，本发明提出的油溶性改性石墨烯制备过程简单、成本低廉，易于大规模工业化生产。