Charlotte Bonnet (Enghien-les-Bains, 14 februari 1995) is een Franse zwemster. Ze vertegenwoordigde haar vaderland op de Olympische Zomerspelen 2012 in Londen.
Bij haar internationale debuut, op de wereldkampioenschappen zwemmen 2011 in Shanghai, eindigde Bonnet samen met Camille Muffat, Coralie Balmy en Ophélie-Cyrielle Etienne als vierde op de 4x200 meter vrije slag. Op de Europese kampioenschappen kortebaanzwemmen 2011 in Szczecin werd de Française bij al haar optredens uitgeschakeld in de series.
Tijdens de Olympische Zomerspelen van 2012 in Londen strandde Bonnet in de series van de 100 meter vrije slag. Op de 4x200 meter vrije slag veroverde ze samen met Camille Muffat, Ophélie-Cyrielle Etienne en Coralie Balmy de bronzen medaille, samen met Laure Manaudou, Fanny Babou en Justine Bruno werd ze uitgeschakeld in de series van de 4x100 meter wisselslag. In Chartres nam de Française deel aan de Europese kampioenschappen kortebaanzwemmen 2012. Op dit toernooi sleepte ze de zilveren medaille in de wacht op de 200 meter vrije slag en de bronzen medaille op de 100 meter vrije slag, op de 4x50 meter vrije slag eindigde ze samen met Camille Muffat, Mélanie Henique en Anna Santamans op de vierde plaats.