Der Wolga-Ostsee-Kanal, auch Wolga-Baltik-Kanal genannt, im Nordwesten Russlands ist ein Teil des Wasserweges vom Kaspischen Meer zur Ostsee bzw. zum Weißen Meer. Er verbindet die Wolga mit der Newa (Russland, Nordosteuropa).
Die Wasserstraße beginnt bei Tscherepowez am Rybinsker Stausee und führt – anfangs im Verlauf der Scheksna – in Richtung Weißer See (Beloje ozero). Weiter nördlich führt der Wolga-Ostsee-Kanal in Richtung Onegasee, den er im Rahmen des Onegakanals passiert – wieder im Süden. Nach Umgehen des Sees verläuft er in Richtung Westen zum Ladogasee, wobei er diesen über den am Südufer vorbeiführenden Ladogakanal umgeht. Westlich des Sees geht der Wolga-Ostsee-Kanal bei Schlüsselburg in die Newa über und erreicht über Sankt Petersburg die Ostsee.
Mit dem Bau eines Kanalsystems wurde bereits im 18. Jahrhundert unter Peter I. begonnen. Die größte Stadt am Kanal ist das am Nordufer des Rybinsker Stausees liegende Tscherepowez.
Vom Onegasee zweigt in Richtung Norden der Weißmeer-Ostsee-Kanal ab, der durch den Wygsee zum Weißen Meer führt.