Dzelzceļa līnija Pēterburga—Varšava (krievu: Петербурго-Варшавская железная дорога) bija 1852. — 1862. gadā uzcelta Krievijas Impērijas dzelzceļa līnija, kas savienoja impērijas galvaspilsētu Pēterburgu ar tai pakļautās Polijas galvaspilsētu Varšavu un tālāk ar Vīni. Tai bija atzari uz Rīgu, Kēnigsbergu. Daļa no dzelzceļa līnijas veda cauri Latvijas austrumu daļai un deva spēcīgu impulsu Latgales saimnieciskajai attīstībai 19. gadsimtā. Līnija bija 1046 verstis (1333 km) gara un tajā bija viens sliežu ceļš. No 1896. līdz 1914. gadam no Pēterburgas līdz Viļņai un tālāk caur Kauņu uz Berlīni pa šo līniju kursēja ekspresvilciens Nord-Express.
Mūsdienās šī dzelzceļa līnija ir sadalīta starp Krievijas (Октябрьская ж. д.), Latvijas, Lietuvas, Baltkrievijas un Polijas dzelzceļiem, līdz ar to tā vairs nepilda savu sākotnējo funkciju. Lielākā daļa līnijas ir saglabājusies un tiek izmantota, izņemot posmu no Marcinkoņiem līdz Lietuvas—Baltkrievijas robežai, pa kuru satiksme tika pārtraukta 2004. gadā.[1] Starptautiskie vilcieni no Pēterburgas uz Rīgu, Viļņu, Brestu (savienojums ar Varšavu), Karaļaučiem un citām pilsētām tagad atiet no Vitebskas stacijas, vēsturiskā Varšavas stacija tika slēgta 2001. gadā un tajā iekārtots muzejs un iepirkšanās centrs.
Latvijā Pēterburgas—Varšavas dzelzceļš veidojis mūsdienu dzelzceļa līnijas Kārsava—Rēzekne, Rēzekne—Daugavpils un Daugavpils—Kurcums