本發明提供了一種石墨烯水凝膠的制備方法，包括以下步驟：將氧化石墨烯、石墨烯和水混合，發生水熱反應，得到石墨烯水凝膠。本發明利用石墨烯和氧化石墨烯進行結合，在水熱反應過程中，通過自組裝產生協同效應制備石墨烯水凝膠，所述石墨烯水凝膠充分利用了單層石墨烯的優勢和三維結構優勢，大大的增強了石墨烯水凝膠的機械強度。根據實施例的記載，利用本發明所述的制備方法制備得到的石墨烯水凝膠就有較好的承重能力，即具有良好的機械性能；以及具有較高的比容量和較好的循環性能。