Cartoceto di Pergola è una frazione di poche case situata nella valle del Tarugo, dove la strada che proviene da Isola di Fano si biforca verso l'abitato di Tarugo e verso la direzione di Pergola.
Vi si trova una chiesa costruita nel dopoguerra, dedicata ai Santi Carlo e Lucia. L'interno, ad una sola navata, conserva la Via Crucis dell'Abbazia di Lastreto (situata non lontano ma in Comune di Fossombrone).
A Cartoceto di Pergola era presente il Mulino Brigidi o Mulino di Cartoceto.

Ha acquistato notorietà per la scoperta dei cosiddetti "bronzi dorati", rinvenuti nel 1946 nell'aia della casa colonica di Calamello, alle pendici del M. Fattore, mezzo chilometro in linea d'aria da Cartoceto.
Lungo la valle del Tarugo passava l’antica via che collegava Fossombrone a Cagli in età preistorica e protostorica, prima che i Romani rendessero praticabile il Passo del Furlo lungo il tracciato della via Flaminia nel 220 avanti Cristo, e prima del “forulum” che secondo altri studiosi era stato praticato dagli Umbri. Testimonianze di questo antico passato compaiono sotto forma di svariati strumenti litici: punte di freccia, raschiatoi e teste d'ascia.

Lungo la strada che conduce a Pergola, a circa 1 km da Cartoceto, si trova il Palazzo Bartolucci-Battistini, in pietra bianca e sormontato da una colombaia.