郭永怀（1909年4月4日—1968年12月5日），男，汉族，山东省荣成市滕家镇人，中共党员，力学家、应用数学家、空气动力学家，中国科学院学部委员（即中国科学院院士），近代力学事业的奠基人之一。
郭永怀在1938年考取中英庚子赔款基金会留学委员会，1941年赴美国加利福尼亚州立理工学院研究可压缩流体力学，1945年获得博士学位。1953年，他拒绝美国同事的邀请，携家带口回到中国。回国后，郭永怀在中国科学院力学研究所工作，并参与了中国第一颗原子弹的研制。他还在中国科学技术大学担任化学物理系首任系主任，并在核武器和卫星研制方面做出了重大贡献。
郭永怀在1968年12月5日因飞机失事不幸牺牲，12月25日被追认为烈士。1985年，他被授予国家科学技术进步奖特等奖。2018年7月，编号为212796号的小行星被永久命名为“郭永怀星”