Wielkie Tyrnowo ( trl. Weliko Tyrnowo) – miasto położone w północno-centralnej Bułgarii nad rzeką Jantrą, u północnych podnóży Starej Płaniny, około 240 km na północny wschód od Sofii. Jest jednym z najstarszych miast w Bułgarii, historycznie trzecią stolicą państwa, symbolem bułgarskiej niepodległości i państwowości. Według Ujednoliconego Systemu Ewidencji Ludności oraz Usług Administracyjnych dla Ludności, 15 marca 2016 roku miasto liczyło 71 168 mieszkańców.
Położone jest na kilku wzgórzach, oddzielonych od siebie silnie meandrującą tu Jantrą, z których najważniejsze to Sweta Gora, Carewec i Trapezica. Lokalizacja miasta wymusiła szczególną, wyjątkowo ciasną zabudowę, sprawiając wrażenie, iż domy stoją jeden na drugim.
Obecnie Wielkie Tyrnowo jest stolicą obwodu Wielkie Tyrnowo i gminy Wielkie Tyrnowo. Znajduje się tutaj jedna z najważniejszych bułgarskich uczelni wyższych: Uniwersytet Wielkotyrnowski im. Świętych Cyryla i Metodego.
Etymologia nazwy Nazwa miasta pochodzi od słowiańskiego wyrazu oznaczającego „cierń” (podobnie jak polskiego Tarnów). Przez wieki ewoluowała ona od Tyrnow, poprzez Trynow, Tyrnowgrad i Tyrnowo, po obecne Wielkie Tyrnowo.