Sophie Wilmès (født 15. januar1975 i Ixelles i Brussel) er en belgisk, liberal politiker (Mouvement Réformateur) som i oktober 2019 ble landets statsminister etter Charles Michel. Hun ble dermed Belgias første kvinnelige føderale regjeringssjef. Hun ble 1. oktober 2020 etterfulgt som statsminister av Alexander De Croo. Samtidig ble hun utenriksminister, også det som første kvinne i Belgia.
Da Charles Michel trakk seg som statsminister i forbindelse med at han fikk vervet som president for Det europeiske råd, ble Wilmès utpekt til hans etterfølger.[6] Hun ble Belgias første kvinnelige statsminister.[7] Regjeringen hennes var et forretningsministerium i påvente av dannelsen av en koalisjonsregjering.[7] Den 1. oktober 2020 overtok Alexander De Croo som statsminister. Wilmès ble visestatsminister og utenriksminister i den nye regjeringen, den første kvinne til å fylle utenriksministerposten i Belgia.[8][9]