Vesjolõi rajoon (vene keeles Весёловский район on 2. järgu haldusüksus (munitsipaalrajoon) Venemaal Rostovi oblasti kaguosas. Rajooni keskus on Vesjolõi alev.

Rajoon piirneb põhjas Semikarakorski rajooniga, idas Proletarski rajooniga, kagus Salski rajooniga, lõunas Zernogradi rajooniga ja läänes Bagajevskaja rajooniga.

Rajooni pindala on 1355 km². Elanike arv oli 2017. aastal 25 506.

Vesjolõi rajooni asulad kuuluvad nelja külaasunduse koosseisu.

Rajooni tähtsaim jõgi on Manõtš.