Walther Klemm (* 18. Juni 1885 in Karlsbad (Karlovy Vary); † 11. August 1957 in Weimar) war ein deutscher Maler, Grafiker und Illustrator.

Walther Klemm wurde am 18. Juni 1885 in Karlsbad geboren. Nach Ermunterung durch Emil Orlik studierte er an der Wiener Kunstgewerbeschule bei Anton von Kenner, Kolo Moser u. a. Gleichzeitig belegte er das Fach Kunstgeschichte an der Wiener Universität bei Julius von Schlosser. Um 1903 entstanden erste Farbholzschnitte. Ab 1904 beteiligte sich Klemm an der Ausstellung der Wiener Secession. Im selben Jahr erfolgte die Übersiedlung nach Prag. Dort lernte er Carl Thiemann kennen. In Libotz bei Prag bildeten beide eine Ateliergemeinschaft. 1908 siedelten Klemm und Thiemann in die Künstlerkolonie Dachau über. 1910 wurde Klemm Mitglied der Berliner Secession. 1913 erfolgte die Berufung als Professor für Graphik an die Hochschule der Bildenden Künste Weimar. In Weimar entstand eine große Anzahl von Illustrationen und Tierdarstellungen. Enge Kontakte pflegte Klemm zu Harry Graf Kessler, Theodor Hagen, Alexander Olbricht und Ludwig von Hofmann. Zu seinen Schülern gehörten Oswald Baer und Fritz Lattke. Nach dem 2. Weltkrieg erwarb sich Walther Klemm wesentliche Verdienste beim Wiederaufbau der Kunsthochschule Weimar. 1952 wurde er Ehrensenator der Hochschule für Architektur und Bauwesen Weimar. Walther Klemm verstarb 1957 in Weimar.