Yoshinori Ōsumi (japanisch 大隅 良典, Ōsumi Yoshinori; * 9. Februar 1945 in Fukuoka, Japan) ist ein japanischer Zellbiologe. Er ist bekannt für Forschungen und Entdeckungen zur Autophagozytose (Autophagie). 2016 erhielt er dafür den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin.
Ōsumi wurde 1945 in Fukuoka geboren. Sein Vater war Professor an der Universität Kyūshū und Ingenieur. Ōsumi erhielt 1967 den Bachelor-Abschluss an der Universität Tokio und wurde dort 1974 bei Kazutomi Imahori promoviert. Während des Studiums wechselte er von der Chemie zur damals im Aufbruch befindlichen Molekularbiologie. Bis 1977 war er als Postdoktorand an der Rockefeller University bei Gerald Edelman, wo seine Beschäftigung mit Weizenzellen begann (DNA-Duplizierung), und danach forschte er an der Universität Tokio (bei Yasuhiro Anraku), an der er 1986 Dozent (Lecturer) und 1988 Assistenzprofessor (Associate Professor) wurde. Zu der Zeit befasste er sich schon mit Membrantransport in Vakuolen in der Zelle, die Teil des Systems der Autophagie sind. 1996 ging er als Professor an das National Institute for Basic Biology in Okazaki. Außerdem war er 2004 bis 2009 Professor an der Graduate University for Advanced Studies in Hayama. 2009 emeritierte er und war danach Professor an der Technischen Hochschule Tokio.