Sharmila Tagore (Bengalisch: শর্মিলা ঠাকুর, Śarmilā Ṭhākur; * 8. Dezember 1944 oder 1946 in Hyderabad) ist eine indische Filmschauspielerin.
Ihre ersten Filmauftritte hatte sie in Filmen von Satyajit Ray. Als gerade 14-Jährige spielte sie in Apur Sansar (1959) die junge Ehefrau des Protagonisten Apu, gespielt von Soumitra Chatterjee. Gemeinsam mit Chatterjee trat sie in mehreren Filmen als Paar auf. In Rays hinduismuskritischem Film Devi spielte sie erneut neben Chatterjee eine frischverheiratete Frau, die von ihrem Schwiegervater (gespielt von Chhabi Biswas) für eine Inkarnation der Göttin Kali gehalten und dann auch dazu erklärt wird. Während sie sich zuerst unfreiwillig in ihre "neue Rolle" fügt, verliert sie langsam Verstand und Sinn für Realität und glaubt, wie auch die von ihrem Aberglauben geleitete Nachbarschaft, letztlich selbst an ihre Göttlichkeit. Mit ihrer zerbrechlich wirkenden Erscheinung spielte Tagore diese Rolle überzeugend. Satyajit Rays Stammkameramann Subrata Mitra filmte Tagore bevorzugt leicht von oben, was ihr geheimnisvolles Lächeln und ihre Gesichtszüge verstärkte und ihr den Ruf eines unnahbaren Sexsymbols begründete. Sie wurde folglich für etwas hochnäsig und arrogant gehalten. Mit Satyajit Ray drehte sie noch drei weitere Filme, von denen Nayak (1966, mit Uttam Kumar), Aranyer Din Ratri (1970, mit Soumitra Chatterjee) und Seemabaddha (1971).