本发明提出了一种三维多孔石墨烯/聚氨酯柔性应力应变传感器及其制备方法。该方法包括：将氧化石墨烯加入水中，超声分散，加入还原剂，混匀，得到溶液A；将表面活性剂与溶液A混匀，得到溶液B；将聚氨酯海绵完全浸没在溶液B中，取出后进行还原反应，冷冻干燥后得到三维多孔石墨烯/聚氨酯复合材料；将三维多孔石墨烯/聚氨酯复合材料的上下两面涂布导电银浆，粘接铜片电极，封装得到传感器。与其他现有技术相较，此柔性应力应变传感器制作工艺简单，石墨烯对聚氨酯的涂覆不需要反复的离心烘干过程，同时不需要进行精密的微纳米结构设计过程；且所选用的原料价格低廉；具有成本低，灵敏度高，对微小压力检测能力好，适合规模化生产等特点。