Kathleen Genevieve (Katie) Ledecky (Washington D.C., 17 maart 1997) is een Amerikaanse zwemster. Ze vertegenwoordigde haar vaderland op de Olympische Zomerspelen van 2012 en 2016 en won daarbij vijf gouden en een zilveren medaille.
Tijdens de US Olympic trials 2012 in Omaha (Nebraska) won Ledecky de 800 meter vrije slag en kwalificeerde zich door deze prestatie voor de Olympische Zomerspelen van 2012 in Londen. In Londen veroverde de Amerikaanse de gouden medaille op de 800 meter vrije slag: haar winnende tijd (8.14,63) was de tweede tijd ooit en een nieuw Amerikaans record, dat sinds 1988 in handen was van Janet Evans.
Tijdens de wereldkampioenschappen zwemmen 2013 in Barcelona behaalde Ledecky vier wereldtitels. Op de 400 meter vrije slag werd ze de tweede vrouw, na Federica Pellegrini, die onder de vier minuten zwom. Ook won Ledecky de 1500 meter vrije slag in een wereldrecordtijd van 15.36,53. Het oude wereldrecord van haar landgenote Kate Ziegler werd met 6,02 seconden verbeterd. Op de 800 meter vrije slag behaalde ze een derde individuele wereldtitel, opnieuw in een wereldrecordtijd. Aan de zijde van Shannon Vreeland, Karlee Bispo en Missy Franklin won ze ook de 4x200 meter vrije slag.