Espen Valheim (født 15. juli 1991 i Stavanger) er en norsk stuper som stuper for Pingvin Stupeklubb i Stavanger. Han deltok med den norske troppen i EM i stuping 2011 som ble avholdt i Torino, sammen med Amund N. Gismervik og broren Eirik. Han har flere ganger deltatt i internasjonale mesterskap, og har blant annet en 14.-plass fra stupekonkurransen under EM i svømming 2010. Han har i tillegg seks gull fra norgesmesterskapet i stuping, to av de i synkronstup sammen med sin tvillingbror.