Ha partecipato ai Giochi olimpici giovanili di Singapore, alle Olimpiadi di Londra 2012 e di Rio de Janeiro 2016, ai Mondiali di Tokyo 2011, Anversa 2013 e Glasgow 2015, oltre che a quattro edizioni dei campionati europei. È la prima ginnasta italiana ad aver eseguito il "Mustafina" al corpo libero (triplo giro in impugnata, Difficoltà E).
È conosciuta anche per la sua partecipazione al programma Ginnaste - Vite parallele.
Dal 2012 al 2019 è stata caporale dell'Esercito Italiano, membro della squadra femminile del Centro sportivo olimpico dell'Esercito.
Biografia Nata a Catania, in Sicilia, in una famiglia che aveva già militato nel mondo sportivo: suo padre Massimo Ferlito era stato infatti membro della nazionale giovanile di pallanuoto, il nonno paterno un calciatore che giocò in Serie A nel , e il nonno materno un pilota di guida Ferrari nella Targa Florio. Insieme al fratello Gianpaolo e alla sorella Ludovica, viene introdotta agli sport acquatici, ma mentre il primo pratica pallanuoto, e la seconda nuoto sincronizzato, Carlotta deve presto abbandonare le piscine a causa dell'asma di cui soffre. Inizialmente in compagnia di sua sorella, comincia quindi a praticare ginnastica all'età di quasi 6 anni, nella società Katana, seguita dai tecnici Maurizio Ferullo e Maria Cocuzza.
Il padre è un imprenditore edile e la madre una farmacista. Trasferitasi da sola da Catania a Milano all'età di dodici anni, Carlotta Ferlito ha inizialmente vissuto con una famiglia ospitante del luogo per poi trasferirsi al Green Hotel di Milano, un residence poco distante dalla palestra, in cui ha abitato per i successivi cinque anni fin quando è andata a vivere con i fratelli nel frattempo iscritti a corsi universitari nella capitale lombarda. Si è diplomata all'età di diciotto anni studiando seralmente con professori privati in palestra e sostenendo esami di idoneità semestrali in licei paritari a indirizzo linguistico.
Carriera junior Nel 2003 si trasferisce alla società La Salle Gym di Acireale, dove, allenata dal direttore tecnico della società Giuseppina Strano insieme al team Ferullo e Cocuzza, ottiene vittorie a livello interregionale e nazionale: all'età di 8 anni cominciano le prime convocazioni nella nazionale juniores; nell'estate del 2003 partecipa al suo primo ritiro nazionale, in Romagna.
Nel 2005, con La Salle Gym, in occasione dei campionati italiani di categoria a Firenze, vince la medaglia d'argento nel concorso generale individuale e ottiene il punteggio più alto alla trave. L'anno successivo compete ai campionati di categoria di Ancona, dove vince la medaglia di bronzo nel concorso generale.
Nel 2007 decide di trasferirsi a Milano, a causa della mancanza di strutture adeguate in Sicilia, per continuare a praticare ginnastica artistica ad alto livello.
Il 9 febbraio 2008 prende parte alla prima tappa di Serie A1 di Pavia, la sua GAL Lissone arriva terza con un punteggio di 108.900. individualmente ottiene: 13.600 volteggio, 11.400 alle parallele, 14.300 alla trave e 12.450 al corpo libero.
Il 1º marzo 2008 partecipa alla seconda tappa di Serie A1 svoltasi a Genova, qui con la sua GAL Lissone ottiene un punteggio di 111.000 arrivando seconda dietro la Brixia Brescia. individualmente ottiene: 13.450 volteggio, 11.450 alle parallele, 13.400 alla trave e 13.150 al corpo libero.
Il 27 aprile 2008 partecipa alla quarta e ultima tappa di Serie A1 svoltasi a Mortara, qui con la sua GAL Lissone ottiene un punteggio di 114.700 arrivando seconda dietro la Brixia Brescia, che con il punteggio di 116.500 conquista anche il suo nono scudetto. individualmente ottiene: 13.750 volteggio, 11.500 alle parallele, 14.550 alla trave e 13.650 al corpo libero.
L'esordio internazionale giunge nel maggio del 2008 durante un incontro amichevole in Svizzera a cui prendono parte tre nazionali giovanili (Italia, Svizzera e Francia). Vince la medaglia d'oro nel concorso a squadre e la medaglia di bronzo nel concorso individuale.
2009: Gymnasiadi di Doha Il 15 febbraio 2009 partecipa alla prima tappa di Serie A1 svoltasi a Pavia, qui con la sua GAL Lissone ottiene un punteggio di 119.350 arrivando seconda dietro la Brixia Brescia che ottiene 124.600. individualmente ottiene: 13.500 volteggio, 11.700 alle parallele, 13.900 alla trave e 13.500 al corpo libero.
Il 1º marzo 2009 partecipa alla seconda tappa di Serie A1 svoltasi a Genova, qui la sua GAL Lissone ottiene un punteggio di 121.800 arrivando ancora una volta seconda dietro la Brixia Brescia che ottiene 124.050. individualmente ottiene: 13.500 volteggio, 13.750 alla trave e 13.750 al corpo libero.
Il 19 aprile 2009 partecipa alla terza tappa di Serie A1 svoltasi a Modena, qui arriva ancora una volta seconda con la sua GAL Lissone ottenendo un punteggio di 124.000 arrendendosi solo davanti alla Brixia Brescia che ottiene 125.450. individualmente ottiene: 13.700 volteggio, 11.400 alle parallele, 14.500 alla trave e 14.000 al corpo libero.
Nel dicembre del 2009 partecipa alle Gymnasiadi di Doha. Nel concorso a squadre vince la medaglia d'argento, dietro alla formazione russa, insieme alle compagne di squadra Andrea Foti, Giulia Leni, Chiara Gandolfi ed Eleonora Rando. Vince anche la medaglia d'argento alla trave, con solo 0.025 punti di differenza dalla russa Aliyà Mustafina, che vince l'oro.
2010: successo ai Giochi olimpici giovanili Come prima competizione dell'anno, partecipa alla prima gara della Serie A1, tenutasi a Firenze; la GAL Lissone batte la Brixia Brescia e arriva prima. Individualmente, Carlotta svolge una buonissima trave che frutta alla squadra 14.650 punti. La settimana seguente, il 27 e 28 febbraio, prende parte e vince il Campionato Interregionale di Categoria.
A marzo compete al Trofeo Città di Jesolo, un quadrangolare con Russia, Giappone e Gran Bretagna. Compete in tutti e quattro gli attrezzi e arriva decima nella classifica generale con 54.500 punti (ed è la terza classificata italiana, dietro ad Erika Fasana e Andrea Foti). L'Italia (221.500), in una competizione vinta dalla Russia per pochi decimi di scarto (223.250), chiude al secondo posto precedendo Giappone (217.750) e Gran Bretagna (202.800).
All'ultima giornata di Serie A1 a Genova, la GAL Lissone arriva seconda con 124.450 e perde lo Scudetto, che viene vinto assieme alla tappa (con un punteggio di 125.900) dalla Brixia Brescia. Individualmente la Ferlito ottiene: 13.750 volteggio, 12.800 alle parallele, 14.200 alla trave e 13.500 al corpo libero).
Agli Europei juniores di Birmingham, Carlotta partecipa insieme alle compagne di squadra Erika Fasana, Francesca Deagostini, Giulia Leni (e Andrea Foti, impossibilitata a partecipare a causa di un risentimento muscolare). L'Italia juniores si aggiudica la medaglia di bronzo a squadre nella gara di apertura (164.700), mentre individualmente la Ferlito si qualifica settima nel concorso individuale (53.725) e quarta alla trave (14.050). Una caduta alla trave durante entrambe le finali le costano l'ottavo posto (individuale: 52.200 - trave: 12.500). In occasione della finale al concorso generale ottiene il pass per i primi Giochi Olimpici Giovanili.
Sono i giochi olimpici giovanili di Singapore del 2010 a consacrare Carlotta tra le migliori ginnaste a livello internazionale. Durante le qualifiche ottiene il terzo posto nel concorso generale e centra l'accesso a tutte e quattro le finali di specialità.Il 19 agosto vince la medaglia di bronzo nel concorso generale con il punteggio di 55.300 dietro la russa Viktorija Komova e la cinese Tan Sixin. Il 21 agosto partecipa alla finale alle parallele asimmetriche dove un piccolo errore non la fa andare oltre la sesta posizione. Lo stesso giorno vince la medaglia di bronzo al volteggio dietro la russa Viktorija Komova e la spagnola Vargas. Il 22 agosto vince la medaglia d'argento nella finale alla trave, dietro la cinese Sixin, con una prova perfetta priva di imperfezioni e ottenendo il suo record personale (14.825 punti). Con 3 medaglie (due di bronzo e una d'argento), risulta l'atleta più medagliata di tutta la spedizione CONI a Singapore.
Carriera senior 2011: Campionati Europei e Mondiali Il 5 marzo partecipa alla seconda tappa di Serie A1 a Bari. La GAL Lissone si posiziona al primo posto della classifica a squadre (con 164.450 punti) davanti alla Brixia Brescia e alla Pro Lissone. Individualmente, con un punteggio complessivo di 54.900 (13.800 al volteggio, 13.300 alle parallele, 14.100 alla trave e 13.700 al corpo libero), arriva al secondo posto nella classifica "virtuale" dell'evento.
La sua prima competizione internazionale da senior è il Trofeo Città di Jesolo, un triangolare con Russia e Stati Uniti d'America. Compete in tutti e quattro gli attrezzi e arriva quinta nella classifica generale (con 55.600 punti è al primo posto tra le convocate italiane e batte tutte le atlete russe). L'Italia (212.800), in una competizione vinta pienamente dagli Stati Uniti d'America (232.250), chiude al secondo posto precedendo la Russia Campione del Mondo (210.200).
Per la terza tappa di Serie A1 svoltasi a Padova il 16 aprile, con un punteggio complessivo di 163.500, la GAL Lissone stacca la seconda classificata di 7.250 decimi. Individualmente arriva ancora seconda nella classifica "virtuale" individuale con 56.300 punti grazie a delle buone prestazioni alla trave (14.600), volteggio (14.050), Parallele asimmetriche (13.800) e corpo libero (13.850).
Con la GAL Lissone vince il suo primo scudetto di Serie A1, il decimo della storia della squadra che le vale la stella, salendo sul podio davanti alla Pro Lissone e all'Artistica '81.
Il 27 maggio compete ai Campionati Assoluti di Meda. Grazie a dei buoni esercizi in tutti e quattro gli attrezzi, con 56.350 punti, diventa vicecampionessa italiana. Inoltre, si qualifica per la finale al volteggio (13.750 punti), alle parallele asimmetriche (13.250 punti), alla trave (14.650 punti) e al corpo libero (14.500 punti). Il giorno successivo, durante le finali di specialità diventa campionessa italiana alla trave e al corpo libero. In questo attrezzo, sia Carlotta che Vanessa arrivano prime con lo stesso parziale d'esecuzione. Da regolamento, la medaglia d'oro viene assegnata alla ginnasta più giovane, ovvero Carlotta che vince così la seconda medaglia d'oro dei Campionati Italiani. Vince la medaglia d'argento al volteggio (13.750 punti) e, a causa di una caduta, arriva ottava alle parallele asimmetriche (11.800 punti).
Campionati Europei di Berlino Viene convocata per far parte della squadra che parteciperà ai Campionati Europei di Berlino. Con 14.800 e 13.825 punti si qualifica rispettivamente al terzo posto per la finale alla trave e al sesto posto per la finale al corpo libero. Inoltre, senza particolari errori, Carlotta finisce davanti a Vanessa Ferrari nella classifica provvisoria del concorso generale individuale con uno stacco di un decimo e mezzo (55.375/55.225). Nella finale individuale, migliorando le prestazioni delle qualificazioni, conclude al quinto posto con 55.825, prima tra le italiane, mentre alla trave, con un buonissimo 14.500, vince la medaglia d'argento dietro la russa Anna Dement'eva e davanti alla connazionale Elisabetta Preziosa, che vince il bronzo. Lo stesso giorno disputa la finale al corpo libero, dove con una buona prova raggiunge la sesta posizione, in una gara vinta dalla campionessa olimpica Sandra Izbașa.
Campionati Mondiali di Tokyo Partecipa, nell'ottobre 2011, ai Campionati Mondiali di Tokyo, prima tappa di qualificazioni per le Olimpiadi. Le prime otto squadre classificate nel concorso maschile e femminile si qualificheranno direttamente per il concorso a squadre dei Giochi, quelle classificate tra il nono e il sedicesimo posto parteciperanno al Test Event Pre-Olimpico, in programma tra il 10 e il 18 gennaio 2012, che qualificherà altre quattro squadre.