캐스린 그레이슨(Kathryn Grayson, 1922년 2월 9일 ~ 2010년 2월 17일)은 미국의 배우이자 소프라노 가수이다. 1940년대부터 1950년대까지 할리우드 뮤지컬 영화의 황금기에 메트로-골드윈-메이어(MGM) 스튜디오 소속으로 활동하며 이름을 알렸다.
본명은 젤마 캐스린 엘리자베스 헤드릭(Zelma Kathryn Elisabeth Hedrick)으로, 어린 시절부터 성악 교육을 받았다. 오페라 가수를 꿈꾸던 중 MGM의 인재 발굴 담당자에게 발탁되어 영화계에 입문하였다. 1941년 영화 《앤디 하디의 개인 비서(The Andy Hardy's Private Secretary)》로 데뷔하였으며, 뛰어난 성악 실력과 연기력을 바탕으로 다수의 뮤지컬 영화에서 주연을 맡았다.
주요 출연작으로는 《닻을 올리고(Anchors Aweigh, 1945)》, 《쇼 보트(Show Boat, 1951)》, 《키스 미 케이트(Kiss Me Kate, 1953)》 등이 있다. 그녀는 주로 콜로라투라 소프라노 음역대를 소화하며 정통 클래식 창법을 대중적인 뮤지컬 장르에 접목시킨 연기를 선보였다.
1950년대 중반 이후 뮤지컬 영화의 인기가 하락하자 활동 무대를 연극과 오페라 공연으로 옮겼다. 《카멜롯(Camelot)》 등의 순회 공연에 참여하였으며, 은퇴 후에는 후진 양성에 힘쓰다 2010년 캘리포니아주 로스앤젤레스의 자택에서 노환으로 사망하였다.
