Walter Gilbert (* 21. März 1932, Boston, Massachusetts, USA) ist ein US-amerikanischer Physiker und Biochemiker. Er gehört zu den Pionieren im Bereich der Molekularbiologie. 1980 erhielt er gemeinsam mit Frederick Sanger und Paul Berg den Nobelpreis für Chemie für seine Beiträge betreffend die Bestimmung von Basissequenzen in Nukleinsäuren.