สถานีตำรวจนครบาลพญาไท เป็นสถานีตำรวจในสังกัด กองบังคับการตำรวจนครบาล 1 (บก.น.1) สำนักงานตำรวจแห่งชาติ ตั้งอยู่บนถนนพระรามที่ 6 แขวงสามเสนใน เขตพญาไท กรุงเทพมหานคร เป็นสถานีตำรวจที่มีพื้นที่รับผิดชอบใจกลางเมือง ซึ่งครอบคลุมย่านสำคัญทั้ง ถนนพหลโยธิน, ถนนศรีอยุธยา, ถนนเพชรบุรี และพื้นที่รอบอนุสาวรีย์ชัยสมรภูมิ