Gillian O'Sullivan (født 21. august 1976 i Killarney (Éire)) er en tidligere kappgjenger fra Irland. Hennes største prestasjon fant sted under VM i 2003 i Paris der hun tok sølv på 20 km kappgang med tiden 1:27.34, kun slått av russiske Jelena Nikolajeva (1:26.52).