Siergiej Lwowicz Sobolew (ros. Сергей Львович Соболев, ur. 6 października 1908 w Petersburgu, zm. 3 stycznia 1989 w Moskwie) − rosyjski matematyk. W 1935 został profesorem Uniwersytetu w Moskwie, a w 1957 roku dyrektorem Instytutu Matematyki na Oddziale Syberyjskim Akademii Nauk ZSRR w Nowosybirsku oraz profesorem Nowosybirskim Uniwersytecie Państwowym. Prowadził prace w przedmiocie równań różniczkowych cząstkowych, fizyki matematycznej, analizy matematycznej i metod numerycznych. Wprowadził pojęcie uogólnionego rozwiązania równania różniczkowego i związane z tym koncepcje teorii dystrybucji, a także ważną dla współczesnej teorii dystrybucji, jak również bardzo istotną dla współczesnej teorii równań różniczkowych klasę przestrzeni, zwaną przestrzenią Sobolewa.