Utlenianie Baeyera-Villigera (przegrupowanie Baeyera-Villigera) – reakcja chemiczna polegająca na utlenianiu ketonów do estrów za pomocą nadkwasów lub nadtlenku wodoru. Największą zaletą tej reakcji jest jej stereospecyficzność oraz regioselektywność. Nazwa pochodzi od nazwisk odkrywców, chemików: Johanna Friedricha Wilhelma Adolfa von Baeyera (1835–1917) niemieckiego pochodzenia oraz Victora Villigera (1868–1934) pochodzenia szwedzkiego.
400px|center|Utlenianie Baeyera-Villigera
Jako utleniacza używa się zwykle kwasu metanadchlorobenzoesowego (mCPBA), kwasu nadoctowego lub kwasu nadtrójfluorooctowego. Cykliczne lub "naprężone" ketony takie jak cyklobutanon czy norbornanon reagują z nadtlenkiem wodoru i innymi nadtlenkami organicznymi, tworząc laktony. W opublikowanej przez odkrywców reakcji, jako utleniacza użyli oni, odkrytego zaledwie rok wcześniej, kwasu Caro. Aby zapobiec hydrolizie i transestryfikacji dodaje się zwykle wodorowęglanu sodu lub wodorofosforanu sodu jako odczynnik tworzący roztwór buforowy.