Barbro Martinsson (ur. 16 sierpnia 1935 w Sundsbruk) – szwedzka biegaczka narciarska, dwukrotna medalistka olimpijska oraz dwukrotna medalistka mistrzostw świata.
Kariera Jej olimpijskim debiutem były igrzyska w Cortinie d’Ampezzo w 1956 roku, gdzie zajęła 14. miejsce w biegu na 10 km. Na tym samym dystansie podczas igrzysk olimpijskich w Squaw Valley zajęła 7. miejsce. Na igrzyskach w Innsbrucku w 1964 roku wspólnie z Britt Strandberg i Toini Gustafsson wywalczyła srebrny medal w sztafecie 3 × 5 km. W swoim najlepszym starcie indywidualnym, w biegu na 5 km zajęła 7. miejsce. Cztery lata później, na igrzyskach olimpijskich w Grenoble Szwedki w tym samym składzie co w Innsbrucku obroniły tytuł wicemistrzyń olimpijskich w sztafecie. Ponadto Martinsson dwukrotnie zajmowała czwarte miejsca w biegach indywidualnych. W biegu na 5 km walkę o brązowy medal przegrała z Alewtiną Kołcziną ze Związku Radzieckiego o zaledwie 1,3 sekundy. W biegu na 10 km minimalnie lepsza okazała się Norweżka Inger Aufles i to ona zdobyła brązowy medal. Na kolejnych igrzyskach Martinsson już nie startowała.