Clay Daniel Buchholz (ur. 14 sierpnia 1984) – amerykański baseballista występujący na pozycji miotacza w Toronto Blue Jays.
Buchholz studiował na McNeese State University, gdzie w 2004 grał w drużynie uniwersyteckiej McNeese State Cowboys. W 2005 został wybrany w pierwszej rundzie draftu z numerem 45. i początkowo grał w klubach farmerskich tego zespołu, między innymi w Pawtucket Red Sox, reprezentującym poziom Triple-A. W Major League Baseball zadebiutował 17 sierpnia 2007 w meczu przeciwko Los Angeles Angels of Anaheim notując zwycięstwo. 1 września 2007 w swoim drugim starcie w meczu z Baltimore Orioles rozegrał no-hittera jako siedemnasty miotacz i jako pierwszy debiutant w historii klubu (9 IP, 115 narzutów, 9 SO, 3 BB, HBP). W 2007 Red Sox wygrali World Series, jednak Buchholz nie zmieścił się w 25-osobowym składzie na postseason.
W 2010 po raz pierwszy został powołany do Meczu Gwiazd, jednak nie wystąpił z powodu odnowienia się kontuzji kolana, którą odniósł w meczu międzyligowym z San Francisco Giants. W kwietniu 2011 podpisał nowy, czteroletni kontrakt wart 30 milionów dolarów.