Die Bahnstrecke Palermo–San Carlo war eine eingleisige Schmalspurstrecke im Nordwesten Siziliens. Die 105 km lange Strecke führte von Palermo über Corleone nach San Carlo. Die Strecke wurde zwischen 1886 und 1903 eröffnet und zwischen 1954 und 1959 stillgelegt.
Die Strecke von Palermo nach San Carlo war die erste Schmalspurstrecke Siziliens. Bereits am 16. August 1886 konnte der Abschnitt von Palermo nach Villafrati eröffnet werden. Corleone wurde am 20. Dezember 1886 erreicht. Die Gesamtstrecke bis San Carlo konnte am 21. Mai 1903 in Betrieb genommen werden. Am 1. September 1954 wurde der Bahnverkehr zwischen Palermo und Corleone eingestellt. Seit dem 1. Februar 1959 verkehren zwischen Corleone und San Carlo keine Züge mehr.
Die Strecke wurde anfangs von der Società Anonima per le Ferrovie Siciliane (SAFS), später von den FS betrieben. Der gesamte Betrieb wurde zunächst mit Dampflokomotiven abgewickelt, ab 1949 wurden für den Personenverkehr Dieseltriebwagen des Typs RALn 60 eingesetzt.