本发明提供了一种多孔二维硫化锌镉纳米片及其制备方法和应用，属于纳米光催化剂技术领域。本发明提供的多孔二维硫化锌镉纳米片的制备方法，包括以下步骤：将锌盐、乙二胺水溶液和硫源混合，进行第一溶剂热反应，得到硫化锌‑乙二胺前驱体；将所述硫化锌‑乙二胺前驱体、镉盐和有机溶剂混合，进行第二溶剂热反应，得到硫化锌镉‑乙二胺前驱体；将所述硫化锌镉‑乙二胺前驱体和水混合，进行水热反应，得到多孔二维硫化锌镉纳米片。本发明制备的多孔二维硫化锌镉纳米片表面孔道分布均匀，反应活性位点多，性能稳定，对光催化分解水制氢的催化效果优异。