Vilnan vanhakaupunki (liett. Vilniaus senamiestis, puol. Stare Miasto w Wilnie) on liettualaisen Vilnan kaupungin historiallinen osa. Se on noin 360 hehtaarin laajuinen ja käsittää kolmen linnan ja keskiaikaisen muurin ympäröivän muurin alueen. Sitä halkovat kapeat kadut, ja sen rakennukset edustavat useaa eri arkkitehtonista tyylisuuntaa,
Vilnan vanhakaupunki on keskisen ja itäisen Euroopan suurin barokkia edustava vanhakaupunki. Sen pinta-ala on 360 hehtaaria. Vanhakaupunki käsittää kolmen linnan alueen sekä keskiaikaisen muurin ympäröivän alueen. Kaava on säilynyt keskiaikaisena, ja vanhaakaupunkia halkovat kapeat kadut, jotka jakavat sen epäsäännöllisen muotoisiin kortteleihin. Myöhemmin alueelle on lisätty suuria aukioita.
Vanhankaupungin rakennukset edustavat gotiikkaa, renessanssia, barokkia ja uusklassista arkkitehtuuria. Arkkitehtonisesti ja historiallisesti vanhakaupunki on merkittävä, sillä lähes 40 prosenttia rakennuksista on määritelty erittäin merkittäviksi.
Vilnan vanhakaupunki perustettiin paikale, joka on ollut asuttu jo neoliittisella kaudella. Puinen linna rakennettiin Gediminon kukkulalle noin vuonna 1000. Asutus kehittyi kaupungiksi vasta 1200-luvulla, ja vuoteen 1323 mennessä Vilnasta oli tullut Liettuan suuriruhtinaskunnan pääkaupunki.
Nopeasti kasvava kaupunki tuhoutui pahoin vuoden 1471 tulipalossa. Ainoat todisteet tulipaloa edeltävästä ajasta ovat osat muurista, jotka ovat jääneet jäljelle vuosina 1503–1522 tataareita vastaan tehtyjen puolustusrakennelmien alta.
Vuoden 1610 tulipalon jälkeen vanhaankaupunkiin rakennettiin monia uusia kirkkoja, ja Vilnassa oli Puolan–Venäjän sodan alkaessa 1654 peräti 41 uskonnollista rakennusta. Monet niistä tuhoutuivat sodan aikana, ja monet vanhat rakennukset paloivat 1700-luvun tulipalojen aikana. Vanhaakaupunkia on kuitenkin sen jälkeen jälleenrakennettu, mikä antaa sille sen nykyisen ulkoasun.
Toisessa maailmansodassa tuhoutui yli 80 vanhaa rakennusta, mutta monia niistä rakennettiin uudelleen sodan jälkeen. Vanhassakaupungissa toteuttiin 1956–1958 ja 1970–1974 laajoja kunnostuksia. Se valittiin Unescon maailmanperintöluetteloon vuonna 1994.
Vuoden 2001 väestönlaskennan mukaan Vilnan vanhassakaupungissa asui 20 400 asukasta. Vuonna 1996 asukkaita oli vielä 30 000. Vaikka rikkaimmat liettulaiset suosivat esikaupunkialueita, Vilnan vanhakaupunki on Liettuan kallein asuinalue. Se on suosittu rikkaiden ulkomaalaisten keskuudessa.
