Charles Doolittle Walcott (31. maaliskuuta 1850 – 9. helmikuuta 1927) oli merkittävä yhdysvaltalainen paleontologi. Walcott oli erikoistunut selkärangattomien tutkimiseen. Hän tuli tunnetuksi vuonna 1909 Burgess Shalen fossiiliesiintymän löytäjänä.
Walcott syntyi New York Millsissä New Yorkin osavaltiossa. Hän oli kiinnostunut luonnosta jo lapsena ja keräsi mineraaleja ja linnunmunia sekä myöhemmin fossiileja. Walcott ei suorittanut lukiota loppuun, mutta hänen kiinnostuksensa fossiileihin tutustutti hänet Louis Agassiziin, joka kannusti Walcottia jatkamaan työtä paleontologian parissa. 9. tammikuuta 1872 Walcott avioitui Lura Ann Rustin kanssa.