Agnieszka Grochowska-Gajewska (ur. 31 grudnia 1979 w Warszawie) – polska aktorka teatralna i filmowa, laureatka Złotego Lwa na Festiwalu Filmowym w Gdyni za drugoplanową rolę kobiecą w filmie Trzy minuty. 21:37 i za pierwszoplanową rolę kobiecą w filmie Obce niebo, a także Orła za główną rolę kobiecą w filmie Bez wstydu.
Urodziła się w Warszawie w 1979 roku. W okresie szkoły podstawowej uczęszczała do ogniska aktorskiego działającego przy warszawskim Teatrze Ochota prowadzonym przez Halinę i Jana Machulskich. W 2002 roku ukończyła studia na Wydziale Aktorskim Akademii Teatralnej w Warszawie. Od 2003 roku jest aktorką Teatru Studio w Warszawie.
Grochowska, obecnie uważana za jedną z najzdolniejszych aktorek młodego pokolenia, zadebiutowała w 2001 roku w sztuce Teatru Telewizji Beatryks Cenci, gdzie wcieliła się w postać tytułową. Po ukończeniu studiów wystąpiła w serialu telewizyjnym Zaginiona, gdzie wcieliła się w postać Uli Tokarskiej, która upozorowała własne zaginięcie. Następnie Grochowska otrzymała angaż w Teatrze Studio w Warszawie, na deskach którego grała w spektaklach w reżyserii Zbigniewa Brzozy, m.in. w Mewie u boku Krystyny Jandy oraz w Amadeuszu, gdzie partnerowała Zbigniewowi Zapasiewiczowi. Za rolę w tych sztukach otrzymała nominację nagrody Feliksa za najciekawszy debiut teatralny sezonu.