木下大辅（1974年2月9日－）是一位日本天文学家，现在台湾国立中央大学天文研究所任教，是小行星、彗星等太阳系小天体的专家。

木下大辅于1974年生于日本东京都杉并区。父亲是大学经济学教授，他是家中的长子，另有一弟。1998年获得东北大学物理学士、2000年获得东京理科大学物理硕士、2003年获得综合研究大学院大学天文学博士。获得博士学位后前往台湾进入国立中央大学天文研究所担任博士后研究员。2006年2月成为该研究所教授至今。

木下大辅的研究是小行星、彗星、柯伊伯带天体等太阳系小天体观测。并参与阿塔卡玛大型毫米波天线阵、台美掩星计划等观测计划。

2005年木下大辅在鹿林天文台观测时发现小行星231051，是鹿林天文台发现的第二颗小行星。

2011年木下大辅参与制作天文相机成功，该相机 NCUcam-1 是台湾首次自行研制的天文相机。

木下大辅除了母语日语以外，能说流利得汉语普通话、流利得英语、以及能用西班牙语。