Leo James Rainwater (* 9. Dezember 1917 in Council, Idaho; † 30. Mai 1986 in New York) war ein US-amerikanischer Physiker. Er erhielt 1975 den Nobelpreis für Physik mit Aage Bohr und Ben Mottelson für die Grundlegung einer vereinheitlichten Theorie der Kernstruktur (Unified Model), die eine Beschreibung von kollektiven Vibrations- und Rotationsanregungen mit dem Schalenmodell vereinigt.