本发明提供一种层数可控石墨烯的生长方法，至少包括以下步骤：1）提供一Cu衬底，在所述Cu衬底上形成一Ni层；2）采用离子注入法在所述Ni层中注入C；3）对步骤2）形成的结构进行退火处理使得所述Cu衬底中的部分Cu进入所述Ni层中形成Ni-Cu合金，而Ni层中注入的C被进入所述Ni层中的Cu从Ni层中挤出，在所述Ni-Cu合金表面重构形成石墨烯。本发明获得的石墨烯薄膜具有质量好、大尺寸且层数可控的优势，且易于转移。另外，离子注入技术、退火技术在目前半导体行业都是非常成熟的工艺，本发明的层数可控石墨烯的生长方法将能更快地推动石墨烯在半导体工业界的广泛应用。