Mihaela Peneș (fødd 22. juli 1947) er ein rumensk tidlegare friidrettsutøvar frå București som vart olympisk meister i spydkast i 1964 i Tokyo.

Storvaksne Peneș var berre 17 år gammal då ho under sommarleikane i Tokyo i 1964 vann gullmedaljen i spydkast-tevlinga for kvinner. I fyrste finaleomgang slengde ho spydet 60,54 meter, og vann framom Márta Antal frå Ungarn og Jelena Gortsjakova frå Sovjetunionen, sistnemnde hadde sett ny verdsrekord i forsøket med 62,40 meter. Året etter vann Peneș spydkast-tevlinga i universiaden i Budapest.

Peneș var tilbake i Budapest i 1966, der ho deltok i europameisterskapen. Her oppnådde ho 56,94 m og tok sølvmedaljen, gullet gjekk til Marion Lüttge frå Aust-Tyskland med 58,74 m.

21 år gamle Peneș opna OL-finalen i Mexico-byen i 1968 med å ta leiinga ved å kaste 59,92 i sitt fyrste forsøk. I andre omgang presterte Angéla Németh frå Ungarn 60,36 m, ein prestasjon som gjorde at ho vann gullmedaljen, med Mihaela Peneș og austerrikske Eva Janko på dei andre medaljeplassane.