Teófilo Paleólogo (en griego: Θεόφιλος Παλαιολόγος fallecido el 29 de mayo de 1453) fue un noble bizantino y primo del emperador Constantino XI Paleólogo.
Defendió el área que rodea la puerta de Pegas.
La tercera ola terminó perforando las líneas greco-latinas debilitadas por la herida fatal que recibió Giovanni Giustiniani, el jefe de las tropas genovesas en el sector de Mesoteiquion, el punto débil del muro constantinopolitano.
Desesperado, Teófilo Paleólogo se lanzó contra las tropas turcas que ingresaron a la ciudad y murió durante los últimos enfrentamientos con Juan, Constantino y Francisco de Toledo que lo siguieron en su desesperada carga.
Según una de las correspondencias del papa Pío II, solo Teófilo y Juan Dálmata habrían cargado contra los turcos.