Overoraptor fue un género de dinosaurio terópodo paraviano que vivió hace entre 97 y 93 millones de años durante el Cretácico inferior (Cenomaniano-Turoniano) en lo que hoy es la Patagonia Argentina.
Restos conocidos de Overoraptor.
Fue hallado en yacimientos provenientes de la Formación Huincul, en la provincia de Río Negro, Argentina. El holotipo es bastante fragmentario, pero muestra bastantes características de este pequeño dinosaurio. El nombre del género deriva de overo, que quiere decir de dos colores, ya que sus huesos quedaron preservados luciendo un patrón blanco y negro. El nombre específico chimentoi es en honor al Dr. Roberto Nicolás Chimento, quien descubrió los restos originalmente.
Poseía una anatomía similar a la del las aves actuales en sus extremidades anteriores, siendo que probablemente tuviera la capacidad de volar. Sus patas traseras estaban adaptadas para correr y poseía una garra curvada en cada pie como aquella en los dromeosauridos. Este conjunto de características lo hacen similar y probablemente emparentado con Rahonavis, del Maastrichtiano de Madagascar, el cuál, aunque suele ser considerado un dromaeosaurido, también se piensa que podría tratarse de un paraviano más cercanamente emparentado a las aves.
Overoraptor convivió con terópodos, como el noasaurio Huinculsaurus, con abelisáuridos, como Skorpiovenator, Ilokelesia y Tralkasaurus, con carcarodontosáuridos, como Mapusaurus y con terópodos indeterminados, como Gualicho y Aoniraptor. Los saurópodos estuvieron representados por los rebaquisáuridos Cathartesaura y Limaysaurus, los titanosaurios Argentinosaurus y Choconsaurus y algunas especies aún no determinadas. Entre los ornitisquios se conocen iguanodontes no identificados.