Лео́н Агане́сович Петрося́н (род. 18 декабря 1940, Ленинград) — советский и российский математик, профессор Санкт-Петербургского государственного университета. Иностранный член Национальной академии наук Республики Армения.
Л. А. Петросян родился 18 декабря 1940 года в Ленинграде. В 1946 году переехал вместе с семьёй в Ереван, где в 1947 году поступил в русскую школу № 25, которую окончил в 1957 году с серебряной медалью. В 1957 году поступил на первый курс механико-математического факультета Ереванского государственного университета, а в 1960 году перевёлся на четвёртый курс математико-механического факультета Ленинградского университета. После окончания математико-механического факультета в 1962 г. Л. А. Петросян был оставлен в аспирантуре, где его научный руководитель профессор Воробьев Николай Николаевич предлагает ему заняться дифференциальными играми. В 1965 г. Л. А. Петросян защитил кандидатскую диссертацию на тему «Об одном классе дифференциальных игр преследования», которая была первой диссертацией, защищённой в этой области прикладной математики в СССР, а в 1972 г. защитил докторскую диссертацию «Дифференциальные игры преследования».
С 1974 года Л. А. Петросян заведует кафедрой (в настоящее время это кафедра математической теории игр и статистических решений), а 18 июня 1975 года становится первым избранным деканом факультета прикладной математики — процессов управления Ленинградского (а впоследствии Санкт-Петербургского) государственного университета. Переизбирается в должности декана в 1980, 1985, 1990, 1995, 2000, 2005, 2010, 2015 гг. За время работы в Университете Л. А. Петросяном подготовлено 8 докторов и 52 кандидатов наук. Является почётным профессором университетов Циндао, Йоэнсуу, Петрозаводска. Он редактор международного журнала International Game Theory Review (изд. World Sci. Pbl., London, Singapore) и ответственным редактором журнала «Математическая теория игр и её приложения». С 2008 по 2012 год Л. А. Петросян — Президент Международного общества динамических игр (International Society of Dynamic Games).
В середине 60-х годов возникло новое направление прикладной математики — теория дифференциальных игр. Первые отечественные работы по теории дифференциальных игр появились в 1965 году. Они были связаны в основном с исследованием, так называемых игр преследования.
В 1965 г. в Докладах АН СССР вышли две работы Л. А. Петросяна, в которых было построено явное решение игр преследования с «линией жизни». Построенная в этих работах оптимальная стратегия преследователя (стратегия параллельного сближения) оказалась оптимальной и в других задачах преследования (простое преследование в полуплоскости, простое преследование с двумя преследователями и одним убегающим и др.), которые были также решены автором в последующих работах.