Duveholmssjön är en sjö i Katrineholms kommun i Södermanland och ingår i. Sjön är meter djup, har en yta på kvadratkilometer och befinner sig meter över havet. Sjön avvattnas av vattendraget Nyköpingsån (Skräddartorpsån).Duveholmssjön är tillsammans med Djulösjön en av två populära badsjöar i anslutning till Katrineholms tätort och utgör dessutom tillsammans med andra sammanhängande vattendrag en populär tur för paddlare. Sjön har sitt namn efter Duveholms herrgård.DelavrinningsområdeDuveholmssjön ingår i delavrinningsområde (654049-152129) som SMHI kallar för Utloppet av Duveholmssjön. Medelhöjden är meter över havet och ytan är kvadratkilometer. Räknas de 61 avrinningsområdena uppströms in blir den ackumulerade arean kvadratkilometer. Avrinningsområdets utflöde Nyköpingsån (Skräddartorpsån) mynnar i havet. Avrinningsområdet består mestadels av skog (17 %). Avrinningsområdet har kvadratkilometer vattenytor vilket ger det en sjöprocent på %. Bebyggelsen i området täcker en yta av kvadratkilometer eller 52 % av avrinningsområdet.Se även Lista över insjöar i Katrineholms kommun