本发明提供一种采用模板法一步合成磷酸铁锂/石墨烯复合材料的方法，包括步骤：(1)将锂源材料，亚铁源材料和磷源材料依次溶解于有机溶剂中，得到前驱液，(2)将氧化石墨烯溶解于有机溶剂中得到氧化石墨烯分散溶液；(3)有机溶剂溶解特定模板剂材料，得到模板剂溶液，并将其添入磷酸铁锂前驱液中搅拌，得到混合液A；(4)将氧化石墨烯分散溶液倒入混合液A中得到混合溶液B；(5)将混合溶液B加热并恒温恒压，得到固相前驱体；(6)将固相前驱体放入真空烘箱中研磨，得到磷酸铁锂/石墨烯复合材料。本发明能够控制磷酸铁锂的形貌特征和粒径大小，粒径大小在100～300nm之间，磷酸铁锂/石墨烯复合材料的比容量达到165mAh/g附近。