Mariendalsvej er en gade på Frederiksberg i København, der går fra Falkoner Allé i sydøst til Ringbanen i nordvest. På det første stykke fra Falkoner Allé til Nordre Fasanvej går gaden gennem Mariendalsvej-kvarteret, mens resten går gennem kvarteret Fuglebakken. Midt i sidstnævnte kvarter passerer gaden Kristian Zahrtmanns Plads.