本发明公开了一种三维多级孔结构的石墨烯粉体的制备方法:(1)将树脂与摩尔浓度为0.6~1.0mol/L的催化剂金属离子盐溶液混合,搅拌均匀,清洗;(2)加入造孔剂溶液并搅拌混合均匀,烘干、粉碎;(3)保护气氛下升温速率为1~10℃/min,温度为800~1200℃,达到指定温度后保温0.5~4h下进行加热处理;(4)加热处理后所得物质酸洗2~12h、过滤、烘干。本发明方法制备所得三维石墨烯具有高的比表面积、高导电性、成本低,制备工艺简捷、流程大大缩短,易规模化及工业化生产;本发明所使用的造孔剂能调控三维石墨烯外观结构和内部孔结构,造成多级孔结构,增加三维石墨烯比表面积。