Kotlina Wałbrzyska – kotlina na Pogórzu Wałbrzyskim w południowo-zachodniej Polsce w województwie dolnośląskim, powiat wałbrzyski.
Opis Kotlina Wałbrzyska stanowi niewielkie ale głębokie kotlinowe przedłużenie poziomu podgórskiego, położone w południowo-wschodniej części Pogórza Wałbrzyskiego, między wzniesieniami Gór Wałbrzyskich. Jest wąską długą kotliną górską o stromych zboczach z wieloma dolinami rozchodzącymi się ze środka kotliny promieniście.
thumb|left|200px|Szyby kopalniane relikt przeszłości Teren o charakterze przemysłowym, górzysty silnie pofałdowany. W kotlinie znajduje się południowa część Wałbrzycha. Nad kotliną i miastem od zachodniej strony góruje charakterystyczna kopuła Chełmca.
W północnej części Kotliny Wałbrzyskiej zalegają warstwy dewońskie należące do depresji Świebodzic, w północno-wschodniej metamorficzne gnejsy bloku sowiogórskiego. Zasadnicze partie Kotliny wypełniają osady karbońskie, a południowe obrzeżenie zbudowane jest z utworów permskich. W części północnej, na utworach dewońskich w dolnym karbonie osadziły się grube warstwy zlepieńców, należących do facji kulmu. W karbonie górnym powstały naprzemianległe warstwy zlepieńców, piaskowców i łupków z pokładami węgla kamiennego.