Архиепархия Палермо (итал. Arcidiocesi di Palermo, лат. Archidioecesis Panormitanus) — католическая архиепархия латинского обряда в Италии, на острове Сицилия с центром в городе Палермо.
Точная дата основания епархии в Палермо неизвестна, предания относят её основание к раннехристианским временам. Первым известным по имени епископом является Теодор (125 год), его упоминает Тертуллиан, как противника гностика Гераклиона.
После завоевания Сицилии мусульманами, епархия прекратила своё существование. В 1050 году восстановлена и возведена в статус архиепархии. Первым архиепископом Палермо стал Гумберт Сильва-Кандидский, который после хиротонии был назначен кардиналом. Четырьмя годами позднее кардинал Гумберт вошёл в историю, как человек, который возложил на престол храма Святой Софии папскую грамоту об отлучении от церкви Михаила Керуллария, что принято считать началом раскола Западной и Восточной церквей. В 1065 году Гумберту на кафедре Палермо наследовал архиепископ Никодим.
В период существования Сицилийского королевства архиепископы Палермо короновали в своём кафедральном соборе сицилийских королей: от Рожера II (1130 год) до Карла Бурбонского (1735 год). Двое из палермских архиепископов норманнской эпохи (Стефан дю Перш и Уолтер Милль) играли важную роль в политической жизни королевства.
Для ослабления влияния Уолтера Милля король Вильгельм II Добрый добился от папы Луция III выделения из состава палермского архиепископства новой архиепархии — Монреале, прелатам которой на протяжении последующих веков были подчинены значительные области Сицилии. В 1775 году папа Пий VI объединил архиепархию Палермо и архиепархию Монреале по принципу aeque principaliter, то есть равночестно, не выделяя главной кафедры, однако в 1802 году папа Пий VII восстановил архиепархию Монреале как независимую архиепархию-митрополию. Только в 2000 году архиепархия Монреале потеряла статус митрополии и была подчинена митрополии Палермо.
В 1937 году приходы византийского обряда городов Санта-Кристина-Джела и Меццоюзо, а также греко-албанский приход Сан-Никола-дель-Гречи были выделены из состава архиепархии Палермо и объединены в епархию Пьяна-дель-Гречи (позднее переименована в Пьяна-дельи-Албанези) Итало-албанской грекокатолической церкви. В 1960 году в ту же епархию были переведены и латинские приходы Меццоюзо.