本发明涉及薄膜加工技术领域，具体涉及到一种双向拉伸TPX薄膜及其制备工艺。其为三层结构或五层结构；所述三层结构包括外层、中层和内层；所述五层结构包括外层、次外层、中层、次内层和内层；所述外层和内层的厚度为1～10μm；所述中层的厚度为10～130μm。其通过如下步骤制备得到：(1)将外层、中层和内层的制备原料加入到挤出机中调节挤出机的温度，并熔融挤出；(2)将挤出后的熔体流延至急冷辊上铸片，并对所得铸片进行纵向拉伸，横向拉伸，后处理即得。与传统的流延成型TPX薄膜相比，本发明的双向拉伸成型TPX薄膜具有更好的厚度均匀度，厚度偏差值不高于2.5％，而且本申请中所得的双向拉伸TPX薄膜平整度更好，能更好的应用于电子行业中。