Eske Willerslev (f. 1971) er en internationalt anerkendt dansk DNA-forsker og leder af Centre for Ancient Genetics ved Biologisk Institut på Københavns Universitet.
Willerslev er en af verdens førende DNA-forskere. Willerslev etablerede Danmarks første forskningsfaciliteter for fortidig DNA og var med til at grundlægge disciplinerne sedimentær- og iskernegenetik.
Willerslev har medvirket i TV og dokumentarfilm og skrevet en række bøger og artikler.
Willerslev har en Ph.D. fra Københavns Universitet fra år 2003.
Eske er tvillingebror til antropologen Rane Willerslev.