La diócesis de San Carlos de Venezuela (en latín: Dioecesis Sancti Caroli in Venetiola) es una circunscripción eclesiástica de la Iglesia católica en Venezuela.

Desde el 28 de junio de 2024 es sede vacante y su administrador diocesano es el presbítero Jhonluis Garabán.

La diócesis tiene 14 800 km² y extiende su jurisdicción sobre los fieles católicos de rito latino residentes en el estado Cojedes (conformado por 9 municipios).

El 26 de mayo de 1976, con la carta apostólica Peculiarem et assiduum, el papa Pablo VI confirmó a la Santísima Virgen María, con el título de Madre del Divino Pastor, como patrona principal de la diócesis.

Según el Anuario Pontificio 2023 la diócesis tenía a fines de 2022 un total de 354 000 fieles bautizados.