Ust-Donetski rajoon (vene keeles Усть-Донецкий район on 2. järgu haldusüksus (munitsipaalrajoon) Venemaal Rostovi oblasti keskosas. Rajooni keskus on Ust-Donetski alev.

Rajoon piirneb põhjas Belaja Kalitva rajooniga, idas Konstantinovski rajooniga, kagus Semikarakorski rajooniga, lõunas Bagajevskaja rajooniga ja läänes Oktjabrski rajooniga.

Rajooni pindala on 1150 km². Elanike arv oli 2012. aastal 33 200, 2009. aastal 31 047 ja 2002. aastal 32 479.

Ust-Donetski rajooni asulad kuuluvad ühe linnaasunduse (Ust-Donetski alevi) ja seitsme külaasunduse koosseisu.

Rajooni tähtsamad jõed on Don ja Donets.