Pokrajina Palermo (italijansko: provincia di Palermo; sicilijansko: pruvincia di Palermu) je bila provinca v avtonomni deželi Siciliji, glavni otok v južni Italiji, ustanovljena 4. maja 1860. Njeno glavno mesto je bilo mesto Palermo. 4. avgusta 2015 jo je zamenjalo Metropolitansko mesto Palermo.
Zavzema tudi otoka Ustica in Isola delle Femmine. Meji na severu s Tirenskim morjem, na vzhodu s pokrajinama Messina in Enna, na jugu s pokrajino Agrigento in na zahodu s pokrajino Trapani.
Ime izhaja iz latinske besede Panormus. Od 1072 do 1194 je bil Palermo glavno mesto Kraljevine Sicilije, preden je Neapelj postal nova prestolnica pod vladavino francoske dinastije Anžu. Vladali so mu tudi Rimljani, Bizantinci, Normani, Arabci, Špansko cesarstvo in Američani (med delom druge svetovne vojne). Zgodovinski zapisi o obstoju pokrajine segajo v 8. in 6. stoletje pr. n. št. Pokrajina je obkrožena s Tirenskim morjem na severu, pokrajino Trapani na zahodu, pokrajinama Agrigento in Caltanissetta na jugu, Enno na jugovzhodu in Messino na vzhodu. Priljubljen je zaradi svojih plaž, in sicer Mondello. Dežela je gorata in vključuje dolino Pollina in Imera. Pogorje Madonie je del pokrajine.
