Sara Slott Petersen (født 9. april 1987 i Nykøbing Falster) er en dansk atlet, som primært dyster i sprint og hækkeløb. Hun vandt guld ved EM i atletik i 2016 i 400 meter hæk og blev dermed den første danske kvinde til at vinde et Europamesterskab i atletik, og hun har deltaget ved OL 2012 i London og 2016 i Rio de Janeiro. Ved OL 2016 i Rio vandt hun den første løbemedalje for danske kvinder ved et OL nogensinde, da hun opnåede sølv i 400 m hæk. Ved VM i Atletik 2015 i Beijing gik hun lige præcist glip af en medalje, da hun blev nummer fire i finalen.