Frank Willenborg (10 febbraio 1979) è un arbitro di calcio tedesco. Dalla stagione 2016/17 viene impiegato nella massima divisione tedesca, la Bundesliga.
Willenborg è un arbitro della DFB dal 2004 e fischia per il SV Gehlenberg-Neuvrees nella federazione di calcio di Bassa Sassonia. Dalla stagione 2007/08 dirige partite nella 2. Bundesliga, fino a quando nel 2016 è riuscito a guadagnarsi la promozione in Bundesliga. In precedenza, aveva già lavorato come assistente arbitrale al fianco di Florian Meyer. Quando Meyer ha lasciato la Bundesliga come arbitro a causa del raggiungimento del limite di età della DFB, Willenborg ha preso il suo posto. All'età di 37 anni, Willenborg era relativamente anziano per una promozione in Bundesliga. Ha fatto il suo debutto nella massima serie il 20 settembre 2016 nella partita tra SV Darmstadt 98 e TSG 1899 Hoffenheim (risultato finale 1-1).
Willenborg è un insegnante di scuola media e vive a Osnabrück con sua moglie e due figli.