तमिलसाई सुंदरराजन (अंग्रेज़ी: Tamilisai Soundararajan, जन्म- 2 जून, 1961, नागरकोवली, मद्रास) भारतीय जनता पार्टी की राजनीतिज्ञ हैं। वर्तमान में वह तेलंगाना की राज्यपाल हैं। उन्हें 8 सितंबर, 2019 से तेलंगाना की प्रथम महिला राज्यपाल होने का गौरव प्राप्त हुआ है।
तेलंगाना उच्च न्यायालय के मुख्य न्यायाधीश राघवेंद्र सिंह चौहान ने तमिलसाई सुंदरराजन को पद की शपथ दिलाई।
तमिलसाई सुंदरराजन तमिलनाडु में भाजपा प्रमुख और पार्टी की राष्ट्रीय सचिव रह चुकी हैं।
राष्ट्रपतिरामनाथ कोविंद ने 1 सितंबर को उन्हें तेलंगाना की दूसरी राज्यपाल के रूप में नामित किया था। तेलंगाना का गठन 2 जून, 2014 को हुआ था। इससे पहले ई. एस. एल. नरसिम्हन इस पद की जिम्मेदारी संभाल रहे थे।
तेलंगाना की पहली महिला राज्यपाल के तौर पर शपथ ग्रहण करने वाली तमिलसाई सुंदरराजन की आयु राज्यों के राज्यपालों में सबसे कम है जबकि आंध्र प्रदेश के राज्यपाल बी. बी. हरिचंदन (85) सबसे अधिक आयु के हैं।