الحرب العثمانية البندقية (1537-1540) أو الحرب العثمانية البندقية الثالثة، هي الحرب الثالثة من أصل سبعة حروب عثمانية - بندقية وقعت على مدى أربعة قرون، وهي الحرب الثانية خلال القرن 16، كما أنها الحرب العثمانية البندقية الأولى في فترة السلطان سليمان القانوني. نشأت الحرب من التحالف الفرنسي العثماني بين فرانسوا الأول ملك فرنسا والسلطان سليمان القانوني سلطان الإمبراطورية العثمانية، ضد شارلكان (كارلوس الخامس) حاكم الإمبراطورية الرومانية المقدسة. كانت الخطة الأولية للتحالف أن يغزوا معاً إيطاليا، بحيث يغزو فرانسوا الأول من خلال لومبارديا (بالإيطالية: Lombardia) من الشمال، بينما يغزو سليمان القانوني من خلال بوليا (بالإيطالية: Puglia) من الجنوب، ولكن هذا الغزو المقترح لم يتم تنفيذه.
اعتمد العثمانيون على التفوق البحري في حروبهم وأصبحوا القوة البحرية المهيمنة في البحر الأبيض المتوسط. وقعت أثناء هذه الحرب «معركة بروزة» البحرية (بالتركية: Preveze Deniz Muharebesi) في 28 سبتمبر 1538م بين القوات البحرية العثمانية تحت قيادة خير الدين بربروس مقابل أسطول «العصبة المقدسة (1538)» تحت قيادة أندريا دوريا، وأسفرت عن انتصار ساحق للعثمانيين يُعد أحد أهم الانتصارات في التاريخ البحري العثماني.
وبنهاية هذه الحرب، تشتت وانفضّ شمل تحالف «العصبة المقدسة (1538م)» الذي قاده البابا بولس الثالث ضد الدولة العثمانية.