バレンツ海海戦(バレンツかいかいせん)、バレンツ海戦(英語:Battle of the Barents Sea)は、第二次世界大戦中の1942年12月31日に、ノルウェーの北岬沖バレンツ海で生起した、ドイツ海軍とイギリス海軍との海戦。イギリスからソビエト連邦のコラ湾へ向かっていたJW51B船団の航行を妨害するべく、出撃したドイツ海軍の艦隊が船団護衛の任に就いていたイギリス海軍艦隊と戦闘になった。ドイツ海軍の作戦名はレーゲンボーゲン作戦(Unternehmen Regenbogen、意味は「虹」)。