De Overtoombuurt is een buurt in Amsterdam-West (tussen 1990 en 2010 Stadsdeel Oud-West). De buurt is vernoemd naar de doorgaande straat de Overtoom.

De buurt wordt begrensd door het Vondelpark, de Singelgracht, het Jacob van Lennepkanaal en de Kostverlorenvaart.

Van 1990 tot 2010 vormde de Overtoombuurt de zuidelijke helft van het stadsdeel Oud-West. Het stadsdeel onderscheidt binnen de Overtoombuurt de volgende sub-buurten: de Cremerbuurt, de Helmersbuurt en de Vondelparkbuurt.

Tot 1896 lag de buurt voor het grootste gedeelte in de toenmalige gemeente Nieuwer-Amstel en werd toen door Amsterdam geannexeerd.

Belangrijke straten, met winkels en trams (1, 3, 12), zijn de Overtoom en de 1e Constantijn Huijgensstraat.

In deze buurt lag van 1891 tot 1983 het grote Amsterdamse ziekenhuis het Wilhelmina Gasthuis (WG). Op het terrein van het WG bevinden zich nu woningen, bedrijven en ateliers.