Vasodilatation (von lat. vas ‚Gefäß‘ und dilatatio ‚Erweiterung‘) bezeichnet die Erweiterung der Blutgefäße.

Vasodilatation kann sowohl aktiv, zum Beispiel bei Erschlaffung der Gefäßmuskulatur, als auch passiv, zum Beispiel durch erhöhtes Blutvolumen herbeigeführt werden. Das Zusammenspiel von Nerven und Muskeln bei der aktiven Vasodilatation wird als Vasomotorik bezeichnet.

Vasodilatation eröffnet zudem die Angiogenese und erfolgt hauptsächlich als Antwort auf Änderungen in der Stickstoffmonoxid-Konzentration.

Das Gegenteil von Vasodilatation ist die Vasokonstriktion.

Vasodilatation sowie die Vasokonstriktion der zerebralen Gefäße gelten als Hauptursachen des Migränekopfschmerzes.

Die meisten Entspannungsverfahren (wie autogenes Training u. ä.) versuchen eine Vasodilatation aktiv hervorzurufen. Sie ist hauptsächlich verantwortlich für den Entspannungseffekt.

Im Rahmen einer allergischen Reaktion kann eine Vasodilatation aber auch durch die Ausschüttung von Histamin, das die Blutgefäße erweitert, auftreten, und zur Rötung der Haut oder gar einem anaphylaktischen Schock führen.