大垂水峠 (おおたるみとうげ) とは、東京都八王子市南浅川町と神奈川県相模原市緑区千木良との境にある峠である。
標高392m。国道20号に属する。現在はこの区間が甲州街道に指定されている。トンネルは存在しない。非常に蛇行している。
かつては甲州街道は小仏峠ルートであったが、重要な道路のため車両が通行可能な規格の道路を作るために1869年に小仏峠の麓にあった小仏関所は廃止され、1888年に甲州街道はこのルートに変更された。
周辺には大垂水峠であることを伝える看板が設置されている。大垂水峠の近くには、大垂水峠橋が存在する。
大型車の通行は危険である。