本发明公开一种超细钒颗粒强化细晶镁基复合材料，由超细钒颗粒与镁基体粉末通过粉末冶金方法混合制成，超细钒颗粒占2～3wt％，镁基体占97～98wt％，其制备方法采用如下步骤：(1)高能球磨：按照组分配比将超细钒颗粒与镁基体在球磨罐中混合，然后进行高能球磨，得到纳米晶镁基复合材料粉末；(2)真空热压烧结：在真空条件下对步骤(1)所得粉末进行热压烧结，得到烧结件；(3)包套挤压：对步骤(2)所得烧结件进行包套挤压，得到镁基复合材料挤压棒材；(4)热处理：对步骤(3)所得挤压棒材进行热处理。本发明所提供的镁基复合材料，基体中镁晶粒细小，并均匀分布着亚微米钒颗粒，在常温及高温下，屈服强度、抗拉强度和塑性都得到了显著的增强。