thumb|250px|Wyższa część doliny widziana ze Sławkowskiego Szczytu thumb|250px|Górne piętro doliny ze Strzeleckimi Stawami thumb|250px|Wyżni Harnaski Staw thumb|250px|Długi Staw Staroleśny ze schroniska thumb|250px|Warzęchowy Staw thumb|250px|Schronisko Zbójnickie
Dolina Staroleśna (słow. Veľká Studená dolina, niem. Großes Kohlbachtal, węg. Nagy-Tarpataki-völgy) – jedna z największych dolin tatrzańskich położonych na terenie Słowacji w Tatrach Wysokich. Otwarta w kierunku południowo-wschodnim łączy się z Doliną Małej Zimnej Wody (Malá Studená dolina), tworząc Dolinę Zimnej Wody. System Doliny Zimnej Wody i jej dwóch gałęzi tworzy dolinę walną.
Topografia Dolina Staroleśna w dolnej części jest zalesiona. Łagodnie podchodzi do górnej części, gdzie rozszerza się i układa tarasowo progami, rozgałęziając się w szereg kotlin i mniejszych dolin i podchodząc pod główną grań Tatr Wysokich.