本发明公开了一种碳纤维增强聚醚醚酮复合材料的制备方法，本发明之方法是将碳纤维纺织成2D机织平纹或斜纹预成型件，然后将编织好的预成型件于丙酮中浸泡48小时后，用硫酸和硝酸的混酸超声20分钟，再用去离子水洗净后烘干；将二苯砜溶解在适量丙酮中，然后加入聚醚醚酮粉末，蒸出丙酮后粉末烘干，得到聚醚醚酮/二苯砜混合物；称出适量混合物，以390℃，压力3～4MPa热压成纯聚醚醚酮树脂薄片；按碳纤维体积分数为30%～70%的比例，将干燥预成型件与聚醚醚酮树脂薄片交替平铺于模具中，以10～15℃/min的升温速度升到380℃～390℃，停留30min，然后加压2～3MPa，保温30min；模具内制品以10～15℃/min的中等降温速度降温，同时将压力提到4～5MPa，继续保压3h，经脱模处理得到编织碳纤维/聚醚醚酮复合材料。