Otto Paul Hermann Diels, (född 23 januari 1876, Hamburg, Ger.-dog 7 mars 1954, Kiel, W.Ger.), Tysk organisk kemist som med Kurt Alder tilldelades Nobelpriset för kemi 1950 för deras gemensamma arbeta med att utveckla en metod för framställning av cykliska organiska föreningar.
Diels studerade kemi vid universitetet i Berlin under Emil Fischer och efter olika utnämningar gjordes professor i kemi vid universitetet i Kiel (1916). Han blev emeritus 1945.
År 1906 upptäckte Diels en mycket reaktiv substans, kolsuboxid (syraanhydrid av malonsyra) och bestämde dess egenskaper och kemiska sammansättning. Han utvecklade också en lätt kontrollerad metod för att ta bort några av väteatomerna från vissa organiska molekyler genom användning av metalliskt selen.
Hans viktigaste arbete rörde syntesen av dien, där organiska föreningar med två kol-till-kol-dubbelbindningar användes för att åstadkomma synteser av många cykliska organiska ämnen under förhållanden som kastade ljus på molekylstrukturen för de erhållna produkterna. Denna metod utvecklades (1928) i samarbete med Kurt Alder, hans student, och är känd som Diels-Alder-reaktionen. Deras arbete visade sig särskilt viktigt vid tillverkning av syntetiskt gummi och plast.
