Gregorio Paltrinieri (Carpi, 5 de septiembre de 1994) es un deportista italiano que compite en natación, en las modalidades de piscina y aguas abiertas, especialista en el estilo libre; campeón olímpico en Río de Janeiro 2016.
Participó en cuatro Juegos Olímpicos de Verano, obteniendo en total cinco medallas: oro en Río de Janeiro 2016, en la prueba de 1500 m libre, dos en Tokio 2020, plata en 800 m libre y bronce en 10 km aguas abiertas, y dos en París 2024, plata en 1500 m libre y bonce en 800 m libre; además del quinto lugar en Londres 2012 (1500 m libre).
Ganó diecinueve medallas en el Campeonato Mundial de Natación entre los años 2013 y 2025, y seis medallas en el Campeonato Mundial de Natación en Piscina Corta entre los años 2012 y 2022.
Además, obtuvo veinte medallas en el Campeonato Europeo de Natación entre los años 2012 y 2025, y seis medallas en el Campeonato Europeo de Natación en Piscina Corta entre los años 2012 y 2021.
Estudió Ciencia Política en la Universidad Internacional Libre de Guido Carli. En 2022 fue elegido «Nadador del año de aguas abiertas» por World Aquatics.