Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penambahan Graphene Oxide (GO) terhadap sifat mekanik dan struktur mikro komposit Carbon Fibers/Epoxy (CF/EP) yang difabrikasi menggunakan metode Vacuum Assisted Resin Infusion (VARI). Variasi penambahan GO dengan konsentrasi 0 %wt; 0.15 %wt; 0.35 %wt; dan 0.55 %wt. Proses sintesis GO dilakukan dengan metode Hummer’s termodifikasi. Karakterisasi dilakukan menggunakan FTIR dan SEM. Uji mekanik dilakukan untuk mengukur kekuatan tarik dan kekuatan bending komposit. Spektrum FTIR menunjukkan keberadaan gugus fungsi khas GO seperti –OH, C=O, C–O dan C-O-C. Sementara itu, hasil FTIR dari komposit GO/CF/EP menunjukkan keberadaan gugus fungsi C-H, C=C, C-O, dan C-O-C, yang mengindikasikan interaksi fungsional antara GO dan matriks epoksi. Pengamatan SEM memperlihatkan bahwa penambahan GO membentuk struktur berlapis di permukaan serat, meningkatkan kekasaran dan ikatan mekanis antarmuka. Hasil uji mekanik menunjukkan bahwa penambahan GO sebesar 0.35 %wt memberikan peningkatan terhadap kekuatan tarik komposit, namun pada konsentrasi yang sama justru menghasilkan kekuatan bending terendah. Hal ini terjadi akibat aglomerasi GO yang mengganggu distribusi tegangan saat uji lentur. Dengan demikian, penambahan GO dapat meningkatkan sifat mekanik komposit dengan konsentrasi optimal untuk kekuatan tarik berada pada 0.35 %wt.