本发明公开了一种石墨导电薄膜及其制备方法与应用，属于材料领域。将石墨粉与氧化铋按10～1000：1的质量比混合，于球磨机中研磨混合均匀，转移到柔性基底表面；或直接将石墨粉转移至柔性基底表面；通过机械抛光实现石墨粉和氧化铋混合物或石墨粉在基底表面固定，得到石墨导电薄膜。本发明仅制备设备简单、工艺参数易控制、产率高、成本低廉、绿色环保，得到的石墨导电薄膜柔韧性好、附着力高、电阻低，反复弯曲不剥落；用石墨导电薄膜制备的电极电阻低、机械性能好、形状及尺寸可控，对金属离子Pb2+的检测限低于10ppb。本发明的石墨导电薄膜可用于电极制备和重金属离子检测等领域，具有广阔的应用前景。