Pentalogie (z řec. pente, pět) je umělecké (nejčastěji literární) dílo o pěti relativně samostatných částech, které spolu souvisejí motivicky, látkově nebo problémově.
Jednu z prvních pentalogií můžeme najít již v Bibli ve Starém zákoně. Jedná se o Tóru, řecky Pentateuch neboli Pět knih Mojžíšových, tj. prvních pět biblických knih (Genesis, Exodus, Leviticus, Numeri a Deuteronomium). Podobně existuje pět základních konfuciánských textů uspořádaných Konfuciem (Kniha proměn, Kniha dokumentů, Kniha písní, Kniha obřadů a Letopisy jar a podzimů).
Ze středověké literatury je známá Pateřice (Chamse) perského básníka Nizámího obsahující pět eposů (Pokladnice tajemství, Chosrau a Šírín , Lajlá a Madžnún, Sedm obrazů a Kniha o Alexandrovi).