本发明提供一种聚乙烯微孔膜的制备方法，包括将聚乙烯与复合稀释剂混合得预混料，其中聚乙烯占预混料的20wt％～60wt％，复合稀释剂占预混料的40wt％～80wt％；预混料经熔融挤出、冷却成型后得初生膜片；采用萃取剂除去初生膜片中的复合稀释剂，然后进行热处理得聚乙烯微孔膜；复合稀释剂包括高温溶剂和非溶剂，高温溶剂选自十四酸、十六酸、十八酸、二十酸、二十二酸、十四醇、十六醇、十八醇和二十醇中的一种或多种，非溶剂选自二苯甲酮、碳酸二苯酯和二甲基砜中的一种或多种，高温溶剂占复合稀释剂不小于60wt％。通过采用特定复合稀释剂使得在相分离过程中聚合物浓度较高时仍可发生液液相分离，所得聚乙烯微孔膜具有优异透气性能和力学强度，适用于作为锂电池隔膜材料。