本发明通过将不同种类的金属盐溶液或金属盐溶液、石墨烯(Gr)与高熵合金(HEA)粉末混合搅拌、水热处理,制备出高熵金属氧化物前驱体或高熵金属氧化物前驱体和Gr包覆HEA粉末的核壳结构粉末,经洗涤、过滤、干燥、焙烧后,形成高熵陶瓷氧化物(HEO)或高熵陶瓷氧化物(HEO)和Gr同时包覆HEA的核壳粉末HEA@HEO或HEA@HEO‑Gr;粉末经过高速低温球磨,获得HEO或HEO/Gr均匀嵌入到具有细晶组织的HEA粉末内部,与粉末混合后烧结、挤压成形,制备由粗晶与HEO颗粒或HEO颗粒和Gr嵌入的细晶HEA增强相构成的双峰组织复合材料。本发明对于制备高强度、良好韧性的金属基复合材料具有重要意义,对于铝基、镁基轻量化金属结构材料的推广应用具有迫切的需求。