Kaarlonen on suomalainen sukunimi. Kaarlonen-nimisiä henkilöitä:
Amanda Kaarlonen (ent. Glade, myöh. Silén, 1852–?), näyttelijä ja oopperalaulaja Kaarlo Kaarlonen (1892–1976), jääkärieverstiluutnantti Katri Kaarlonen (o.s. Kallio, 1915–2008), poliitikko, opetusneuvos, presidentti Kyösti Kallion ja Kaisa Kallion tytär Markus Kaarlonen (s. 1973), muusikko ja musiikkituottaja.