本发明公开了一种石墨烯薄片的制备方法，包括以下步骤：（1）将可膨胀石墨在马弗炉中进行第1次膨胀处理，然后在溶液中经过第1次超声分散得到纳米石墨片；再将纳米石墨片分别经过发烟硫酸和双氧水软化处理后再转入马弗炉中进行第2次膨胀处理，然后再转入溶液中进行第2次超声分散得到含有单，双以及少层的石墨烯片粉末并进行热还原得到表面纯净的石墨烯片粉；（2）将石墨烯片粉导入到模具中，经过调节压力机的压力和时间将石墨烯片粉直接压制成不同密度以及不同厚度的石墨烯薄片。本发明制备的石墨烯薄片各个方向的热导率接近，测试后得到其值可达到100Wm^-1K^-1以上，其在电子封装中具有很好的应用前景。