本发明公开一种酰胺化石墨烯/尼龙6纳米复合材料及其制备方法；该制备方法是将氧化石墨烯分散于去离子水中，再加入催化剂在常温下搅拌活化羧基，再加入氨基改性剂，常温下搅拌反应，经过滤、洗涤后真空干燥，得到酰胺化石墨烯粉末；将酰胺化石墨烯和去离子水加入己内酰胺熔体中，超声搅拌形成分散液，在氮气氛围下，将所得分散液移至高温高压反应釜中升温至250～270℃下反应，得到聚合物熔体；聚合物熔体经水冷造粒后得到石墨烯/尼龙6纳米复合材料；本发明所制备的酰胺化石墨烯/尼龙6纳米复合材料相比于纯尼龙6具有极佳的强度、韧性和加工性能，可作为结构部件用于汽车配件、医疗器械、电子电器等领域。