Carol Wayne (* 6. September 1942 in Chicago, Illinois; † 13. Januar 1985 in Manzanillo, Mexiko) war eine US-amerikanische Schauspielerin.
Gemeinsam mit ihrer jüngeren Schwester, der Schauspielerin Nina Wayne, begann Carol Wayne ihre Showbusinesskarriere als Eiskunstläuferin für Ice Capades. Beide wurden später Showgirls im Folies Bergère und im Tropicana Las Vegas. Ab Mitte der 1960er Jahre war sie als Schauspielerin in kleineren Nebenrollen in Fernsehserien wie Bezaubernde Jeannie, Tennisschläger und Kanonen und Verliebt in eine Hexe zu sehen. Dazu war sie in Werbespots zu sehen, wie zum AMC Rebel und zu Kelloggs Frosted Flakes. Ihr letzter Filmauftritt war 1984 mit dem Filmdrama Die Herzensbrecher. Im selben Jahr meldete sie Privatinsolvenz an und zog sich im Februar für den Playboy aus.
Wayne war drei Mal verheiratet. Nach ihrer ersten Ehe mit Loreto Cera war sie von 1969 bis 1974 mit dem Fotografen Barry Feinstein verheiratet, mit dem sie auch ihr einziges Kind hatte, den Sohn Alex Feinstein. Die dritte Ehe mit dem Film- und Fernsehproduzenten Burt Sugarman hielt von 1975 bis 1980.