本发明涉及合金材料的叠轧技术领域，具体公开一种高强度Zr基合金复合材料的制备方法。所述制备方法，包括至少三道轧制过程；所述第一道轧制过程为：将两块Zr基合金板材叠放后，进行轧制，得到第一轧板；所述第二道轧制过程为：在第一轧板中间放置未轧制的Zr基合金板材，三块板材叠放后，进行轧制；所述第三道及以后的轧制过程与第二道轧制过程相同。本发明的制备方法得到的Zr基合金复合板材的屈服强度、抗拉强度和延伸率相比传统的叠轧方法都有显著提升，每完成一次叠轧后，在板材中间放置未轧制样品继续进行下一阶段叠轧过程可获得不同变形量的合金复合材料，使合金在强度提升的同时也保持了较高的延伸率。