Изобретение может быть использовано для изготовления многослойных металлических листов со слоистой субмикро- или наноразмерной структурой на основе одного металла. В качестве заготовок используют попеременно чередующиеся листы сплавов на основе одного металла, имеющих разное строение кристаллических решеток в интервале температур горячей обработки давлением. Каждый цикл обработки включает изготовление заготовок из листов, обработку их поверхности, сборку нарезанных листов в пакет, вакуумирование и нагрев пакета, пластическое деформирование пакета по высоте. В исходном состоянии используемые сплавы при нормальных условиях могут иметь одинаковую кристаллическую решетку, один из них имеет стабильную кристаллическую решетку во всем диапазоне горячей обработки давлением, а второй претерпевает полиморфные превращения с образованием другой кристаллической решетки. Используемые сплавы могут иметь одинаковую кристаллическую решетку в исходном состоянии при нормальных условиях, при этом оба сплава претерпевают полиморфные превращения, но при разных температурах. Горячую обработку давлением осуществляют при температуре, находящейся между значениями температур полиморфных превращений обоих сплавов. Полученные многослойные листы имеют чередующиеся несмешанные слои со стабильными межслойными границами, отличающиеся друг от друга фазовым составом или структурой.