呂世衡（？—626年7月2日），唐朝初年將領，官至中郎將。
武德九年（626年），呂世衡跟隨雲麾將軍敬君弘掌管宿衛軍，駐紮在玄武門。玄武門之變時，秦王李世民誅殺太子李建成、齊王李元吉，翊衛車騎將軍馮立與副護軍薛萬徹、屈直府左車騎謝叔方率領東宮和齊王府的精銳兵馬兩千，攻打玄武門。敬君弘挺身而起，不顧親近人的阻止，出戰迎敵。敬君弘與呂世衡大聲呼喊着奔向前去，對戰謝叔方，結果全部戰死。後來李世民追贈敬君弘為左屯衛大將軍，呂世衡為右驍衛將軍。
