Walter Tomsen (født 4. mars 1912 i Kyiv i Ukraina, død 30. desember 2000 i Southbury, Connecticut) var en amerikansk skytter som deltok i de olympiske leker 1948 i London.
Tomsen vant en olympisk sølvmedalje i skyting under Sommer-OL 1948 i London. Han kom på andreplass i skytekonkurransen 50 meter rifle liggende med 599 poeng bak sin landsmann Arthur Cook også med 599 poeng.
