Sør-Trøndelag fylke var ett tidigare norskt fylke (län) som gränsade till Nord-Trøndelag fylke, Hedmark fylke, Oppland fylke och Møre og Romsdal fylke i Norge samt Jämtlands län i Sverige. Sør-Trøndelag hade en yta på 18 832 km² och 284 773 invånare (1 juli 2008). Största stad och administrationscentrum var Trondheim.
Före 1 januari 1919 hette området Søndre Trondhjems amt. Gamla Trondhjems amt bildades 1662 och delades den 24 september 1804.
Den 1 januari 2018 slogs fylket samman med Nord-Trøndelag fylke för att tillsammans bilda Trøndelag fylke.
