Στη Χημεία με τον όρο υδρογονόλυση, (hydrogenolysis), χαρακτηρίζεται η χημική αντίδραση κατά την οποία υπό την επίδραση υδρογόνου επέρχεται διάσπαση χημικού δεσμού μιας χημικής ένωσης που εν προκειμένω αυτή ονομάζεται και υπόστρωμα.

Η υδρογονόλυση συχνά ακολουθεί την υδρογόνωση και αναφέρεται συνηθέστερα σε περιπτώσεις αντιδράσεων όπου πηγές υδρογόνου σε ατομική ή μοριακή μορφή ενώνονται με το υπόστρωμα. Η υδρογονόλυση απαντάται σε πλήθος βιομηχανικών χημικών διεργασιών με επικρατέστερη τη σύνθεση της αμμωνίας, καθώς και στη πετροχημεία σε αντιδράσεις αποαλκυλίωσης, αποθείωσης κ.λπ.