De populierenpijlstaart (Laothoe populi) is een vlinder uit de familie pijlstaarten (Sphingidae).
De populierenpijlstaart is een bruine pijlstaart met een spanwijdte van 70 tot 92 millimeter. Op de ondervleugels, die meestal boven de voorvleugels uitsteken, zit een rode vlek. De vlinder valt nauwelijks op tussen dorre bladeren, zowel door zijn vorm als door zijn asgrijze en donkerbruine kleuren.
De vlinder komt vooral veel voor in Europa en de gematigde streken van Azië. De vliegtijd is van half april tot begin september in twee generaties. Vliegt bij schemering, overdag rust de vlinder tegen een boomstam. Komt ook voor in steden.
