Die Olduvai-Schlucht ist eine steil abfallende Schlucht im Großen Grabenbruch, die sich durch Ostafrika erstreckt. Sie befindet sich in den östlichen Serengeti-Ebenen im Norden Tansanias.

Die Schlucht ist etwa 48 km (30 mi) lang. Sie ist 45 km von der archäologischen Stätte Laetoli entfernt. Die Schlucht ist eine äußerst wichtige prähistorische Stätte für das Studium der menschlichen Evolution. Sie war einst ein See und wurde von Schichten vulkanischer Asche bedeckt.

Diese Stätte wurde vor etwa 1,9 Millionen Jahren vom Homo habilis, vor 1,8 Millionen Jahren vom Paranthropus boisei und vor 1,2 Millionen Jahren vom Homo erectus besetzt. Der Homo sapiens besetzte die Stätte vor 17.000 Jahren.

Der Name ist ein Schreibfehler der Oldupai-Schlucht, die 2005 als offizieller Name angenommen wurde. Oldupai ist das Maasai-Wort für die wilde Sisalpflanze Sansevieria ehrenbergii, die in der Schlucht wächst.