Walter Wellenstein (* 21. Mai 1898 in Dortmund; † 1970 in Berlin) war ein deutscher Maler, Grafiker und Illustrator.
Von 1918 bis 1924 studierte er an der Kunsthochschule in Berlin bei Emil Orlik. Wellenstein verdiente sein Geld als Maler, Zeichner und Illustrator. Als Grafiker veröffentlichte er seine Zeichnungen im Simplicissimus, Eulenspiegel und Insulaner. Er illustrierte das Gesamtwerk E.T.A. Hoffmanns, russische Literatur, Kinderbücher und vieles mehr.
1925 erschien der von Wellenstein illustrierte Sammelband Kinder- und Hausmärchen der Brüder Grimm.