Olga Kurylenko (ros. Ольга Константиновна Куриленко – Olga Konstantinowna Kurilenko, ukr. Ольга Костянтинівна Куриленко – Olha Kostiantyniwna Kuryłenko; ur. 14 listopada 1979 w Berdiańsku) – ukraińska modelka i aktorka. Od 2001 roku posiada także obywatelstwo francuskie.
Od 2005 roku gra w filmach (głównie francuskich). Przełomem w jej karierze była rola we francuskim thrillerze W skórze węża z 2006 roku. W roku 2007 wystąpiła u boku amerykańskiego aktora Timothy’ego Olyphanta w filmie Hitman. Zagrała również w 22. części filmu o przygodach Jamesa Bonda pod tytułem 007 Quantum of Solace.
W latach 2000–2004 była żoną Cedrica van Mola. Ponownie wyszła za mąż w 2006 roku za Damiana Gabrielle. Drugie małżeństwo aktorki przetrwało tylko rok i zakończyło się rozwodem w 2007 roku. 30 października 2015 roku urodziła Alexandra Maxa Horatio. Ojcem jej dziecka jest Max Benitz, partner aktorki.