Cape Cod Bay är en vik i Atlanten, utanför den amerikanska delstaten Massachusetts. Norr om viken ligger Massachusetts Bay.[1]
1524 blev Giovanni da Verrazzano första europé att upptäcka Cape Cod Bay, och 1529 togs platsen med på hans karta.[2] 1620 sökte pilgrimerna först skydd i Provincetown Harbor, och skrev på Mayflower Compact, det första demokratiska dokumentet undertecknat i Nya världen.[1]
Sedan 1914 har Cape Cod Bay förbindelse med Buzzards Bay genom Cape Cod-kanalen.