Diego Sarmiento de Sotomayor (c. 1590-1675) fue un noble y político español al servicio de Felipe IV de España.
Tanto Diego Sarmiento como Bernardino de Benavides habían sido meninos de Felipe IV siendo príncipe.
En 1659 tras la muerte sin descendencia de su hermano García en Lima, donde había ejercido hasta 1655 el cargo de virrey del Perú se convirtió en III conde de Salvatierra.
Fueron padres de tres hijos, entre ellos, Maria Agustina Sarmiento de Sotomayor, retratada por Diego Velázquez en el cuadro de Las Meninas.
Un retrato de Juan Pantoja de la Cruz, conservado en el Hermitage, es tradicionalmente con Diego Sarmiento de Sotomayor.