本发明涉及一种磁性纳米四氧化三铁-石墨烯复合催化剂的制备方法，制备步骤如下：1)将氧化石墨在乙醇和水体系中超声分散；2)将可溶性三价铁盐和二价铁盐分别在乙醇中搅拌；3)将1)所得体系和2)所得体系混合搅拌；4)加热3)的反应体系至50～90℃后，加入氨水调节pH为9～11进行反应；5)将4)的产物进行磁分离，用去离子水洗涤，干燥后获得磁性纳米四氧化三铁-石墨烯复合催化剂。本发明提供了一种简单易行的共沉淀法制备颗粒大小均一、分散均匀、磁性较好的纳米四氧化三铁-石墨烯复合催化剂。本发明制备的纳米四氧化三铁-石墨烯复合催化剂具有优异的催化活性，并且制备工艺简单，环境友好。