ถนนพุทธมณฑล สาย 3 (อักษรโรมัน: Thanon Phutthamonthon Sai 3) เป็นถนนสายสำคัญในท้องที่เขตหนองแขม เขตบางแค และเขตทวีวัฒนา กรุงเทพมหานคร มีจุดเริ่มต้นตั้งแต่ถนนเพชรเกษม มุ่งตรงไปทางทิศเหนือโดยช่วงแรกซ้อนทับแนวซอยเพชรเกษม 104 เดิม จากนั้นเป็นถนนตัดใหม่ ข้ามถนนทวีวัฒนา ตัดกับซอยพุทธมณฑล สาย 3 ซอย 13 และซอยพุทธมณฑล สาย 3 ซอย 14, ถนนบางแวก, ถนนทวีวัฒนา-กาญจนาภิเษก, ซอยทวีวัฒนา-กาญจนาภิเษก 24 และถนนเลียบคลองบางพรม, ถนนอุทยาน, ถนนบรมราชชนนี และถนนศาลาธรรมสพน์ ไปสิ้นสุดที่คลองบางคูเวียงเดิมถนนพุทธมณฑล สาย 3 เป็นถนน 2 ช่องจราจร ปัจจุบันขยายเป็น 6 ช่องจราจรตั้งแต่ปี พ.ศ. 2555