العلاقات السودانية الليبية هي علاقات ثنائية بين السودان والحكومة الليبية.
تمر العلاقات السودانية الليبية بمتلازمة متأرجحة بين الصعود والانحدار، فخلال الأعوام الأربعين الماضية ظهر خطان لهذه العلاقة المزدوجة: خط يدعم الخرطوم ويفتتح المنشآت الاستثمارية مثل برج الفاتح على شارع النيل بالخرطوم، وخط آخر يستقطب معارضي النظام، من المساندة وتقديم الدعم إلى الاحتواء.
لم يكن الغموض الذي شاب علاقة ليبيا بملف دارفور بأقل من غموض القذافي نفسه الذي عاصر ثلاث حكومات سودانية، منها حكومتان عسكريتان تتوسطهما ديمقراطية قصيرة، تأرجح موقفه فيها بشكل بيّن. فقد شهدت العلاقة توترا مع نظام الرئيس الأسبق جعفر محمد نميري ثم الرئيس السابق عمر البشير، أكثر مما شهدته في فترة الديمقراطية الثالثة.