Варианты двуслойный и двухслойный равноправны. См.: Русский орфографический словарь РАН / Под ред. В. В. Лопатина, О. Е. Ивановой. – 4-е изд., испр. и доп. – М., 2012.

Среди сложных прилагательных с первым словообразовательным элементом — числительным в родительном падеже вариантны по существу только образования с два (двусторонний и двухсторонний), тогда как только трех-, четырех-, пяти- и т. д. -сторонний). Единого правила образования слов с дву- и двух- нет, но можно выявить ряд закономерностей.

Прилагательные, в которых в качестве опорной основы выступают существительные, обозначающие меру счета во времени или пространстве либо денежные и весовые единицы, употребляются только в варианте с двух: двухаршинный, двухлитровый, двухметровый, двухрублевый, двухсуточный, двухчасовой и т. п.

Некоторые прилагательные образуют варианты только с дву- — в силу фонетических затруднений: двухвостый (т. к. неудобно произность двуххвостый), аналогично двугорбый, двугранный, двукрылый, двуглавый. Впрочем, часть подобных прилагательных дана в словарях в двух вариантах: двуголосый — двухголосый, двуклассный — двухклассный, по-видимому, предпочтительным для них является все же вариант с дву-.

Большая часть имен прилагательных употребляется только в одном варианте, т. к. является принадлежностью терминологической сферы или входит в состав не вполне свободных сочетаний: двубортный (пиджак, пальто), двуличный (человек), двусмысленный (вопрос, улыбка, намек), но двухэтажный (дом), двухактный (пьеса), двухколесный (велосипед), двухквартирный (дом).

Наконец, есть немало слов, которые зафиксированы в словарях в обоих вариантах: двусложный — двухсложный, двуслойный — двухслойный, двуспальный — двухспальный и т. д. Варианты в этом случае равноправны.