本发明涉及一种制备无机纳米粒子/芳香族聚酰亚胺复合薄膜的方法及制成的复合薄膜。本发明所述方法包括：将含有咪唑结构的芳香族聚酰亚胺薄膜与重金属离子络合；表面络合有重金属离子的聚酰亚胺薄膜进行氟化反应，获得表面含有碳氟键的聚酰亚胺薄膜；在所述聚酰亚胺薄膜上通过碳氟键引入硅羟基，形成表面含硅羟基的聚酰亚胺薄膜，再通过所述硅羟基引入无机纳米粒子层，即得所述复合薄膜。本发明所述方法能够提高氟化反应的选择性，从而提高聚酰亚胺薄膜表面C?F键的含量，避免聚酰亚胺大分子的断链，所述复合薄膜的接枝密度高，耐原子氧、耐电晕性能好。