Die Rosentalgasse (amtlicher Straßenschlüssel 07069) ist eine Anliegerstraße in der Leipziger Nordwestvorstadt (Ortsteil Zentrum-Nordwest, Gemarkung Leipzig).
Die 331 Meter lange Straße beginnt am Ranstädter Steinweg (hier zwischenzeitlich »Straße der III. Weltfestspiele«, »Friedrich-Ludwig-Jahn-Allee« und »Jahnallee«) am westlichen Brückenlager der (heute verborgenen) Frankfurter Brücke und führt zunächst in nordöstliche Richtung am Westufer des hier seit 1950 überwölbten bzw. verfüllten Pleißemühlgrabens entlang, wobei sie auf der Rosentalbrücke einen kurzen Verbindungskanal (mit dem Rosentalwehr) zwischen Pleiße- und Elstermühlgraben überquert, bis in Höhe des ehemaligen Haugks Steg. Hier wendet sie sich in nordwestliche Richtung und verlässt vorübergehend das ehemalige Westufer des Pleißemühlgrabens. Im weiteren Verlauf nimmt sie in einer gemeinsamen Kreuzung die von Westen kommende Gustav-Adolf-Straße und (am westlichen Brückenlager der ehemaligen Humboldtbrücke über den Pleißemühlgraben) die nach Osten führende Humboldtstraße auf. Von nun ab bildete die Straße wieder das Westufer des Pleißemühlgrabens. Auf einem kleinen dreieckigen Platz am Südrand des Rosentals, auf dem die Reste des ehemaligen Rosentaltors stehen, mündet die Straße schließlich in die Emil-Fuchs-Straße (ursprünglich: »Zöllnerstraße«). Die geradzahligen Hausnummern befinden sich auf der nordöstlichen Straßenseite. Seit dem 01.07.1993 gehört die Straße zum Postleitbezirk 04105.
Die Straße folgt einem älteren Zugangsweg ins Rosental, der sicher schon seit der Erbauung der Rosentalbrücke 1548 bestand und auf einem Stadtplan des Jahres 1749 bereits straßenartig dargestellt ist. Am 09.03.1839 wurde beschlossen, dem Weg mit Wirkung vom 22.10.1839 den Namen Rosenthalgasse zu geben. Um 1840 begann die Bebauung mit z.T. noch erhaltenen sehenswerten klassizistischen Wohnhäusern.
Anfang des 20. Jahrhunderts hat sich ohne offizielle Umbenennung die Schreibweise des Straßennamens in Rosentalgasse geändert (obwohl Rechtschreibreformen schon immer für Eigennamen nicht galten).