Gloria Grahame, alun perin Hallward (28. marraskuuta 1923 Los Angeles, Kalifornia – 5. lokakuuta 1981 New York) oli yhdysvaltalainen näyttelijä. Grahame voitti parhaan naissivuosan Oscar-palkinnon roolistaan elokuvassa Särkyneiden haaveiden kaupunki (1952).
Muiden elokuvien joukossa ovat Oikeutettu kosto (1947), Hermot pinnalla (1950), Pelko (1952), Macao – syntisten saari (1952), Suuri maailmansirkus (1952), Gangsterikuningas (1953), Oklahoma (1955), Pyörteitä (1955), He pakenivat huomispäivää (1959) ja Puhtaana käteen (1980).
Grahame oli myös tunnettu teatteriesiintyjä. Hänellä oli useita, monesti lyhyiksi jääneitä kohusuhteita. Hän oli naimisissa muiden muassa elokuvaohjaaja Nicholas Rayn kanssa. Paul McGuiganin elokuva Filmitähdet eivät kuole Liverpoolissa (2017) perustuu väljästi Gloria Grahamen suhteeseen itseään puolta nuoremman brittinäyttelijän Peter Turnerin kanssa vähän ennen kuolemaansa. Elokuvan pääosia näyttelevät Annette Bening ja Jamie Bell[1].
Grahame kuoli rintasyöpään New Yorkissa 57-vuotiaana. Hänellä on tähti Hollywood Walk of Famella.